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        首頁熱處理行業資訊 可控氣氛滲碳的發展及應用

        可控氣氛滲碳的發展及應用

        2017年11月02日09:00 

        通過滲碳及相應的熱處理工藝手段,可使低碳鋼、低碳合金鋼在保持心部有較高的強韌性的同時,表面獲得高的強度、硬度和耐磨性。而可控氣氛滲碳能夠有效控制滲碳層深度、碳含量、硬度和金相組織,避免零件氧化和脫碳,大幅提高熱處理質量,減少材料的浪費,提高生產效率,降低成本,穩定產品性能,延長使用壽命。因此,可控氣氛滲碳已廣泛應用于井式滲碳爐、密封箱式多用爐、連續爐、網帶爐及轉底爐等,針對不同機械零件進行滲碳處理。

        一、常用可控氣氛滲碳

        1.載氣+富化氣滲碳氣氛

        1)甲醇+富化氣甲醇的碳氧比(C/O)等于1,甲醇在滲碳溫度下裂解而形成弱滲碳性氣體,因此可作為載氣來使用。甲醇裂解氣中不論是碳的減少還是氧的增多都將破壞其平衡而產生CO2,降低氣氛的碳勢。碳的減少,可能因發生炭黑沉積,或形成CH4。氧的增多,可能由于空氣或水的侵入。因此,甲醇裂解氣的碳勢很易受外界和工藝狀態影響,加富化氣后碳勢變化較敏感。富化氣一般采用丙酮、煤油、丙烷居多。甲醇+富化氣滲碳法在滴注式井式滲碳爐上應用較多。

        2)吸熱性氣氛+富化氣吸熱式氣氛

        將原料氣(液化石油氣或天然氣、丙烷)與空氣按原子碳、氯比為1混合,送入裝有催化劑的、由外部供熱的反應罐內反應制得。

        丙烷制備:丙烷:空氣=11.741m3丙烷氣生成12.64m3吸熱式載氣)

        天然氣制備:天然氣:空氣=12.4I m3天然氣生成4.88 m3吸熱式載氣)

        富化氣一般采用天然氣、丙烷。吸熱式氣氛廣泛用于多用爐。吸熱式氣氛發生器工作溫度高,吸熱式氣氛在低溫較容易產生積炭現象,由于其高的氫含量和氧含量,容易發生爆炸。

        3)氮基氣氛+富化氣

        在氮氣中添加適當數量的碳氫化合物或碳氫氧化合物(氣體或液體),由于使用的添加物不同,就有了不同類型的氮基氣氛。其中氮氣+甲醇氣氛是目前廣泛采用的一種類型。氮氣和甲醇按一常規熱處理定比例混合后進入爐內,在高溫下裂解形成滲碳氣氛。當N2CH3OH按某一比例混合時,爐內裂解氣氛中的COH2N2約為20%40%40%。這種比例的氣氛與天然氣為原料所制備的吸熱式氣氛的組成比例十分接近。為了使氣氛具有較高的碳勢,還需向爐內加入少量的富化氣,如CH4、C3H8CH3COCH3(丙酮)等。氮氣+甲醇在爐內裂解后氣氛成分穩定,采用氧探頭很容易實現氣氛碳勢的自動控制。

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