可控气氛热处理设备培训课件

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◆在α为0.9~0.98下燃烧所得气氛称为淡型放热式 气氛,空气较多,所得气氛中CO2含量就较高。
2、放热式气氛的制备流程
原料气与空气按一定比例混合——燃烧室进行不完 全燃烧——燃烧产物迅速冷却除水——经气水分离 器进一步除水——制得放热式气氛
3、放热式气氛的特性及应用
※浓型主要用于毛坯料和不重要零件的保护加热; 低碳钢的光洁退火以及中碳钢短时加热淬火。
第六章 可控气氛热处理设备
第一节 概述
◆将采用可控气氛的热处理炉称为可控气氛热处 理炉。 可控气氛:可实现金属的无氧化、无脱碳、无增 碳加热,实现化学热处理控制(如碳势控制、氮 势控制),完成诸如硅钢片的脱碳退火、钢铁工 件脱碳后的复碳、低碳钢冲压件的穿透渗碳等的 特殊热处理工艺。
◆采用可控气氛热处理,可改善工件表面的组织 结构,提高机器零件的使用性能;
◆减少工件的加工余量或加工工序,以节约金属 材料消耗;
◆可控气氛热处理炉的机械化自动程度较高,可 明显提高劳动生产率和改善劳动条件。
※可控气氛热处理的工业应用,最初是由空气通 过灼热的木炭而制取的主要含N2和CO气的木炭 发生气。
※ 20世纪40年代,以天然气、液化石油气制备 放热式气氛和吸热式气氛的技术就已发展成熟。
0.25~0.27,在高温与催化剂作用下在反应罐内产
生不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ全燃烧生成的气氛。由于这种不完全燃烧反
带密封罐及中央控制的立式空气循环炉用于反应气氛下的粉末 硼化处理
第二节 可控气氛类型 一、制备可控气氛的原料
1、固体原料——木炭 ﹡木炭气氛主要成分:N2和CO,还有少量H2 、CO2。 ﹡制备装置:结构简单,制取简易; ﹡缺点:木炭消耗量较大,劳动条件差;
木炭气氛很不稳定,只适用于要求不严格的 工件的保护加热。
放热式气氛就是将原料气和空气按一定比例混合, 空气过剩系数0.5~0.9,经燃烧反应制备成的气氛。 由于反应温度是靠自身燃烧发热来维持的,无需外 部供热,所以称为放热式气氛。
浓型放热式气氛 分为
淡型放热式气氛 在燃烧空气系数α小于1的条件下,原料气与空气进 行不完全燃烧,其燃烧产物经冷却除水便制得放热 式气氛。习惯上,在α为0.5~0.8下燃烧所得的气 氛称为浓型放热式气氛,空气较少,所得气氛中还 原性组分CO、H2含量较高,而CO2较少。
※吸附剂经一段时间使用后,吸附能力下降。为了
恢复吸附剂的吸附能力,需要将吸附质从吸附剂内
排出,这一过程称为吸附剂的解吸或再生。
再生方法有:加热再生、抽真空(减压)再生。
吸附是放热过程,因此提高吸附剂温度可使吸附质 排出。最常用的是热空气加热,分子筛和铝胶的再 生温度为300~500℃,硅胶为180~250 ℃ 。由 于吸附剂不易传热,升温速度应缓慢,每分钟应不 超过10 ℃。再生完毕后,吸附剂应冷却,以恢复 吸附能力。
3)吸附剂吸附除水 ※沸石分子筛、硅胶、铝胶(活性氧化铝)是最常 用的气体干燥剂。
通常,硅胶、铝胶只是在高湿度下吸附容量才很 大,所以在气体含水很多时,一般先用硅胶吸附, 其后才用沸石分子筛吸附,即所谓串联吸附。使气 氛的露点下降到-40~-60 ℃ 。
分子筛晶体内的微孔直径大小均一,能吸附比微孔小的流体分 子,而不能吸附比微孔大的分子。因此,它具有“筛子”作用, 故名为分子筛。H2O、CO2、SO2等分子直径均小于4埃,均能 被分子筛吸附。
带密封罐的空气循环立式炉 - 保护 气氛
带密封罐的空气循环井式炉用于金属热处理, 如保护性气氛下的光亮退火和回火、金属粉 末(PM)的钎焊和烧结。 ■有更多装置: ■根据德国标准DIN17052-1, 温度均匀性 最佳可达±3℃ ■可用氮气、氩气、氢气和混合气的自动通 气装置 ■密封罐的内部温度控制 ■带‘O’形密封圈的水冷门
※淡型放热式气氛,主要用于铜及铜合金(不含锌) 的光亮热处理、可锻铸铁退火和粉末冶金烧结。
4、放热式气氛的净化
净化处理目的是去除或进一步降低放热式气氛中H2O 和CO2的含量。
※常用的方法: 1)化学法—它通过10%NaOH水溶液或乙醇胺吸 收气氛中的CO2; 用化学干燥剂与水结合生成水合物而排除水分; 干燥剂有:KOH、CaO等。
抽真空(减压)再生。
气体加压可使吸附容量增加,相反,减压则可脱出吸 附质。解吸压力愈低愈好,但真空度一般为20KPa左 右。为使效果好,真空泵的抽速要大,抽真空并同时 用净化气体吹洗分子筛,则再生就较为彻底。
三、吸热式气氛 吸热式气氛的应用最为广泛,与它较易制取,
成本较低 ,产气组分稳定,且易于实现碳势的 自动控制等因素有关。 1、定义: ◆将原料气与少量空气混合,空气过剩系数
2、液体原料——有机液 ﹡常用的有机液:甲醇、乙醇等。 ﹡一般做为滴注式可控气氛,即把有机液体直接滴入 炉内,经高温反应生成可控气氛。 3、气体原料 ﹡常用的有:工业煤气、天然气、液化石油气等。
二、放热式气氛 放热式气氛的制取容易,产气量大,装置简单,
成本低廉,广泛用作毛坯料和一般工件的保护加热 气氛。 1、定义
2)冷冻法除水—使气氛露点达到2~4℃,水分含 量为0.7%~0.8%,再用气体干燥剂(硅胶或铝胶 (活性氧化铝) )进一步除水,使气氛的露点下降 到-40 ℃ 。
露点:就是指气氛中水蒸气开始凝结成雾的 温度,即在一定压力下气氛中水蒸气达到饱 和状态时的温度。气氛中含水蒸气愈多,其 露点就愈高,而碳势就愈低。
※ 50年代,可控气氛热处理已成为美国的热处 理方式。
※ 70年代中东石油危机,促进了氮基气氛的开发。
※我国的可控气氛处理,开始于60年代。70年代 发展较快,主要发展了吸热式气氛。最近几年,随 着氮基气氛、滴注式气氛的发展,我国可控气氛的 应用又出现了好势头。
气密空气循环箱式炉 - 保护气氛 用于保护气氛下的金属热处理,可用于光亮退火、回火、钎焊以及金属粉 末(PM)的排胶和烧结等热处理工艺。 ■最高温度可达900℃(1100℃,可选购) 另有更多装置: ■在门上安装空气循环风扇,增加了马弗腔中的空气循环 根据德国标准DIN17052-1, 温度均匀性最佳可达±7℃
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