Atmosferos kontrolė sukepinant sukepintą plieną ir jo veikimas

Sukepimo atmosfera ir jos parinkimas

Jei atsižvelgiama tik į anglies turinčio plieno sukepinimą, miltelių metalurgijos pramonėje naudojama sukepinimo atmosfera yra vandenilis, azotas, azotas + vandenilis (anglies potencialas arba nėra anglies potencialo), amoniako skaidymas, endoterminės dujos, endoterminės dujos + azotas, sintezė Dujoms ir vakuumui teisingai parinkti sukepimo atmosferą reikia suprasti įvairių sukepinimo atmosferų charakteristikas ir veikimą bei parinkti pagal kokybės užtikrinimo ir sąnaudų mažinimo principus.

Vandenilis yra stipriai redukuojanti atmosfera. Daugelis žmonių mano, kad vandenilis turi tam tikrą dekarbonizacijos efektą, tačiau tai labai priklauso nuo naudojamo vandenilio grynumo, o ne nuo paties vandenilio. Paprastai vandenyje po elektrolizės ar katalizinės konversijos yra tam tikras kiekis priemaišų dujų, tokių kaip H2O, O2, CO ir CH4 ir kt., Kartais bendras kiekis gali siekti apie 0.5%. Todėl geriausia prieš naudojant jį išdžiovinti ir išvalyti, kad sumažėtų deguonies kiekis ir rasos taškas. Tačiau dėl didelės vandenilio kainos grynas vandenilis retai naudojamas kaip sukepinimo atmosfera, nebent yra ypatingų priežasčių.

Azotas yra saugios ir pigios inertinės dujos, tačiau kadangi grynas azotas neturi redukcinės savybės sukepinimo temperatūroje, grynas azotas retai naudojamas kaip sukepinimo atmosfera gaminant tradicinį miltelinį metalurgijos plieną. Pastaraisiais metais, sumažėjus azoto valymo kaštams ir pagerėjus sukepinimo krosnies sandarumui, azotas taip pat pradėtas naudoti kaip sukepimo atmosfera anglies turinčiam plienui sukepinti.

Pastaraisiais metais azoto ir vandenilio mišinys vis dažniau naudojamas sukepinant anglinį plieną. Azotas / vandenilis paprastai naudojamas tarp 95 / 5-50 / 50. Šis mišinys turi tam tikrą laipsnį redukcijos laipsnio, o rasos taškas gali siekti žemesnę nei -60 ℃, paprastai reikia pridėti tam tikrą kiekį CH4 arba C3H8, kad būtų išlaikytas tam tikras anglies potencialas naudojant šias dujas 1050–1150 ℃ temperatūroje. virš 1250 ℃ anglinio plieno nereikia kontroliuoti anglies potencialo. Šis mišinys be oksidacijos gali būti sukepinamas chromo turinčiuose geležies lydiniuose, kurių temperatūra žemesnė nei 1120 ° C.

Skaldytas amoniakas gaunamas skaidant amoniako dujas per pašildytą katalizatorių, įskaitant 75% H2 ir 25% N2. Bet paprastai tariant, suskaidytame amoniake visada lieka nedidelis kiekis nesuardytų amoniako molekulių. Aukštoje temperatūroje kontaktuodami su karštu metalu, jie suskaidys į labai aktyvius vandenilio ir azoto atomus, tokiu būdu metalą nitrituodami. Naujausi tyrimai parodė, kad tinkamai sukontroliuojant, „AstaloyCrM“ sukepinimas 1120 ° C temperatūroje suskaidys ir amonituos 90N2 / 10H2 mišinį stipriau redukuodamas. Pagrindinė priežastis yra ta, kad šie aktyvūs vandenilio atomai, kurie ką tik buvo suskaidyti sukepinimo proceso metu, yra efektyvesni nei 90N2 / 10H2 mišriose dujose esantis vandenilis turi stipresnį redukciją ir gali efektyviai sumažinti oksido sluoksnį už AstaloyCrM dalelių. Norėdami išvalyti ir suskaidyti amoniaką, galite jį praleisti per vandenį ir išdžiovinti, arba naudokite aktyvintą aliuminio oksidą arba molekulinį sietą, kad pašalintumėte likusį amoniaką.

Endoterminės dujos - tai mišrios dujos, gautos sumaišius angliavandenilių dujas (CH4 arba C3H8) su oru tam tikra proporcija, pašildant 900–1000 ° C temperatūroje ir kataliziškai konvertuojant nikelio oksido katalizatoriumi. Priklausomai nuo oro ir anglies dujų santykio, konversijos procesą lydi endoterminės arba egzoterminės reakcijos. Gautos mišrios dujos vadinamos endoterminėmis arba egzoterminėmis dujomis, ir reakcija gali būti tokia:

CmHn+m(O2+3.774N2)—mCO+n/H2+1.887mN2

Jei pirmiau minėta reakcija turi būti įvykdyta visiškai, tai yra, visas CmHm esantis C ką tik sureagavo su O2 ore, reikalingas oras / dujos turėtų būti m / 2 (1 + 3.774), o tai yra 2.387 m. Pvz., Jei naudojamos angliavandenilių dujos yra CH4, reikalingas oras / dujos turi būti 2.387, o tuo metu susidariusiose mišriose dujose yra 40.9% H2, 38.6% N2 ir 20.5% CO. Po reakcijos sumaišytose dujose yra H2 CO ir CO kiekis mažėja didėjant orui / dujoms, tačiau didėja H2O ir CO2 kiekis. Tai taip pat rodo, kad anglies potencialas mišriose dujose po reakcijos mažėja didėjant orui / dujoms, o oksidacijos efektyvumas didėja. Tai taip pat yra pagrindinė priežastis, kodėl eksoterminės dujos retai naudojamos sukepinant anglies turinčius plienus, o dažniausiai naudojamos endoterminės dujos.

Paprastai tariant, mišrios dujos, susidarančios oru / dujomis tarp 2.0-3.0, vadinamos absorbcinėmis karštomis dujomis, o mišrios dujos, susidariusios, kai santykis didesnis nei 5.0, vadinamos egzoterminėmis dujomis. Ryšys tarp endoterminių dujų, kurių žaliava yra CH4, ir oro / dujų rasos taško, rodo, kad oras / dujos pakyla tik nuo 2.4 iki 2.5, o susidariusių sumaišytų dujų rasos taškas pakyla nuo -25 ° C iki aukštesnėje nei 0 ° C temperatūroje. Todėl, jei vartotojai patys gamina endotermines dujas, jie turėtų atkreipti ypatingą dėmesį į oro ir dujų santykio kontrolę žaliavose (pageidautina ne daugiau kaip 2.4), kad gautų pakankamai žemos rasos taško endotermines dujas. Sumaišytose dujose po reakcijos skirtingų dujų santykis atitinka santykį reakcijos pabaigoje, kuris paprastai yra (1000-1100 ° C).

Po reakcijos, jei pasikeis dujų temperatūra, pasikeis sumaišytų dujų anglies potencialas. Rasos taškas ir skirtingų dujų santykis pasikeis. Daugelis miltelių metalurgijos gamintojų naudoja vieną egzoterminį dujų generatorių, kad dujotiekiu tiektų reikiamą sukepinimo atmosferą kelioms sukepinimo krosnims tuo pačiu metu. Prieš pasiekiant sukepinimo krosnį, atmosferos temperatūra buvo sumažinta. . Jei dujotiekio izoliacija nėra gera, o dujotiekio sienos temperatūra yra žemesnė nei 800 ° C, tai dalis mišriose dujose esančios anglies bus nusodinta ant dujotiekio sienos suodžių pavidalu. Kitaip tariant, kai sumaišytos dujos kaitinamos iki sukepinimo temperatūros sukepinimo krosnyje, jų anglies šiluma yra daug mažesnė už anglies potencialą, kurį gali suteikti endoterminis dujų generatorius.

Tokiu atveju į sukepinimo krosnį reikia įpilti atitinkamą kiekį metano ar propano, kad būtų užtikrintas anglies potencialas krosnyje. Kai kurie užsienio miltelių metalurgijos gamintojai prie kiekvienos sukepinimo krosnies pradėjo montuoti mažą endoterminių dujų generatorių ir naudoti aušinimo sistemoje ką tik pagamintas endotermines dujas be aušinimo, kad dėl temperatūros pokyčių nepakenktų sukepinimo atmosferai. . . Kitas dalykas, kurį reikia priminti, yra tas, kad net ir veikiant nikelio oksido katalizatoriaus kataliziniam poveikiui, sumaišytose dujose, gautose pernešant, lieka nedidelis angliavandenilių dujų kiekis (CH4 arba C3H8 ir kt.). Be to, tarp dujų esant 900–1100 ° C temperatūrai, reakcijai pasiekus pusiausvyrą, susidarys nedidelis kiekis CO2 ir H2O (dujinių), kuriuos prieš naudojimą reikia išdžiovinti.

Azoto pridėjimas prie endoterminių dujų gali sumažinti santykinį CO, CO2 ir H2O kiekį endoterminėse dujose, kad būtų apsaugotas atmosferos jautrumas anglies potencialui ir rasos taškui, o sukepinimo atmosferoje būtų lengviau koreliacijos koeficientus. kontroliuoti.

Sintetinės dujos - tai metodas, kurį pastaraisiais metais pasiūlė užsienio sukepinimo krosnių gamintojai, kad sukietinimo krosnyje būtų tiesiogiai generuojamos (skiedžiamos) endoterminės dujos (nereikalingas endoterminis dujų generatorius už krosnies ribų). Tam tikroje proporcijoje sumaišomas dujinis metilo alkoholis ir azotas, o tada tiesiogiai patenka į sukepinimo krosnį. Aukštos temperatūros sukepinimo zonoje vyks šios reakcijos:

CH3OH — CO + 2H2

Kadangi CO ir H2 santykis suskaidytose dujose yra lygus endoterminių dujų, gautų įprastu metodu su CH4, santykiu, o sumaišytą azotą galima sujungti, kad būtų sintezuota mišri atmosfera, kurios sudėtis yra tokia pati kaip ir endoterminių dujų (1 L). Metanas atitinka 1.05 nm3 azoto). Didžiausias jo pranašumas yra tas, kad tam nereikia endoterminių dujų generatoriaus už krosnies. Be to, vartotojai gali sumaišyti skirtingus azoto dujų kiekius, kad gautų praskiestas endotermines dujas pagal savo poreikius.

Vakuumas taip pat yra tam tikra sukepinimo atmosfera, kuri dažniausiai naudojama nerūdijančio plieno ir kitų medžiagų sukepinimui, tačiau dažniausiai nėra naudojama anglies plieno sukepinimui.

Fizinės sukepinimo atmosferos savybės

Daugumoje sukepinimo atmosferos straipsnių ir pranešimų daugiausia aptariamas cheminis elgesys tarp skirtingų sukepinimo atmosferų ir sukepusio kūno sukepinimo proceso metu, tačiau retai aptariama skirtingų atmosferų fizinių savybių įtaka sukepimui, nors šis poveikis daugeliu atvejų nėra būti ignoruojamas. Pavyzdžiui, dujų klampumo skirtumas sukels sukepinto kūno cheminės koncentracijos gradientą iš paviršiaus į vidų palei angą, taip paveikdamas sukepusio kūno paviršiaus savybes. Kitas pavyzdys: skirtingų dujų šiluminė talpa ir šilumos laidumas daro didelę įtaką sukepinimo laikui ir aušinimo greičiui. Šiame skyriuje pateikiamos pagrindinės kai kurių sukepinimo atmosferų fizinės savybės, esant skirtingoms temperatūroms (maždaug sukepinimo temperatūrai), skaitytojų nurodymu.

Problemų, susijusių su atmosfera sukepinimo metu, pavyzdžiai

1 Dalių paviršiaus įtrūkimų vaškavimo metu pavyzdžiai

Kai naudojama tinklinė juostinė sukepinimo krosnis ir kaip sukepimo atmosfera naudojamos endoterminės dujos, jei temperatūros pakilimo greitis ir atmosfera deparafinavimo zonoje nėra gerai kontroliuojama, atsiranda paviršiaus įtrūkimai. Daugelis žmonių mano, kad šį reiškinį lemia greitas tepalo skilimas. Jis yra sukeltas, tačiau taip nėra. Tikroji priežastis yra ta, kad endoterminėse dujose esantis anglies monoksidas suskaidomas į kietą anglį ir anglies dioksidą 450–700 ℃ temperatūros intervale, katalizuojant geležį, nikelį ir kitus metalus. Būtent naujai nusodinta kieta anglis sukepusio kūno porose praplečia jo tūrį ir sukelia minėtą paviršiaus įtrūkimų reiškinį.

Dalių kokybė kinta priklausomai nuo temperatūros sukepinimo proceso metu skirtingose ​​atmosferose. Tarp jų 3 atmosfera yra sausos endoterminės anglies dujos, o 4 ir 5 atmosferos yra endoterminės anglies dujos, pridedamos su skirtingais vandens garų kiekiais. Galima pastebėti, kad sukepinimo proceso metu detalių kokybė pradeda kristi maždaug 200 ° C temperatūroje, o tai reiškia, kad kietas lubrikantas jo viduje nuolat skyla ir perpildo sukepinimo kūną, pablogindamas jo kokybę. Žinoma, jei sumaišytuose milteliuose nėra kieto lubrikanto, minėto reiškinio nėra. Jei naudojamos minėtos trys atmosferos, tuo sausesnė atmosfera nuo sukepinto kūno kokybės esant maždaug 450 ° C, tuo šis reiškinys bus rimtesnis.

Bet įdomu tai, kad kai naudojamos dujos 3 (sausos endoterminės dujos), paviršiaus įtrūkimai atsiranda nepriklausomai nuo kietų tepalų buvimo, o tai rodo, kad tai nėra tiesiogiai susiję su deparafinavimu, o įtrūkimuose yra daug anglies turinčių dujų. Reiškinys, mes galime patvirtinti aukščiau pateikto paaiškinimo teisingumą.

Yra keli būdai, kaip išvengti minėto įtrūkimų reiškinio. Tiesiausias dalykas yra pakeisti sukepimo atmosferą iš endoterminių dujų į vandenilio ir azoto mišinį, netrūkinėjant nutrūkusių linijų. Jei sukepinimo atmosferos pakeisti negalima, yra du metodai. Vienas iš jų yra pūsti dalį endoterminių dujų, turinčių vandens garų, į sukepinimo krosnies deparafinavimo zoną. Tačiau šį metodą sunku gauti stabilią kontrolę realiai veikiant.

Sukepinimo krosnies oro srauto kontrolė nėra gera, o aukštos rasos taško atmosferos, patenkančios į sukepinimo zoną, reiškinys gali turėti įtakos sukepinimo kokybei. Antrasis ir geriausias metodas yra padidinti dalių kaitinimo greitį agregacijos krosnies deparafinavimo zonoje, kad ji kuo greičiau pravažiuotų 450. Teritorijoje, kurioje įtrūkimai vyksta esant -600 ° C temperatūrai, šiam reiškiniui paprastai yra sukurtas vadinamasis greitas deparafinavimas.

2 „AstaloyCrM“ sukepinimo pavyzdys

Metalo chromas plačiai naudojamas legiruotame pliene dėl mažos kainos ir gero stiprinamojo poveikio. Tačiau chromo turinčio sukepinto plieno gamybos procese iškils daug problemų. Vienas iš jų yra chromo turinčių geležies miltelių gamyba, kurie turi būti griežtai purškiami ir atkaitinami, kad gautų žaliavų miltelius su mažesniu deguonies ir anglies kiekiu. .

Švedijos „Honganas AB“ šiuo metu yra vienintelis gamintojas pasaulyje, galintis gaminti šiuos žaliavų miltelius už mažą kainą. Antrasis yra tas, kad net jei galima gauti aukštos kokybės geležies miltelių, kurių sudėtyje yra chromo, jei sukepinimo ir vidutinės temperatūros, ypač sukepinimo atmosferos, nepavyksta tinkamai kontroliuoti, sukepinimo ir oksidacijos metu ji greičiausiai oksiduojasi, o sukepinimo efektyvumas bus sumažintas.

Termodinaminiai skaičiavimai ir daugybė eksperimentų parodė, kad jei endoterminės dujos naudojamos kaip „AsaloyCrM“ sukepinimo atmosfera, sukepinimo reikalavimai negali būti įvykdyti, net jei rasos taškas yra labai žemas.

Kitaip tariant, AsaloyCrM sukepinti galima naudoti tik gryną vandenilio arba vandenilio ir azoto mišinį. Šiuo metu naudojama dauguma pastarųjų. , Vandenilio dalis sudaro 5% –20%. Skaitytojui reikia priminti ne tik užtikrinti sukepinimo atmosferos kompoziciją, bet ir užtikrinti sukepinimo atmosferos kokybę.

Vadinamoji kokybė čia nurodo oksidacijos laipsnį sukepinimo atmosferoje, kurią paprastai kalibruoja dalinis deguonies slėgis atmosferoje. Sukepinant 1120 ℃ temperatūroje, jei deguonies dalinis slėgis atmosferoje yra žemesnis nei 1 × 10-14Pa, sukepinimo proceso metu oksidacija nevyks.

Sumažinus temperatūrą, siekiant išvengti oksidacijos, deguonies dalinis slėgis atmosferoje turi būti net žemas. Tai taip pat gali užtikrinti, kad 1125 ℃ temperatūroje sukepintas „AsaloyCrM“ neoksiduojasi esant 1 × 10-14Pa. Pirmiau pateiktą skaičiavimą patvirtino eksperimentiniai duomenys.

Prašome pasilikti šio straipsnio šaltinį ir adresą perspausdinti: Atmosferos kontrolė sukepinant sukepintą plieną ir jo veikimas

Minghe „Die Casting Company“ yra skirti gaminti ir teikti kokybiškas ir aukštos kokybės liejimo dalis (metalinės liejimo dalys daugiausia apima Plonų sienų liejimas,Karšto kameros liejimas,Šaltojo kameros liejimas), Apvali paslauga (liejimo paslauga,CNC apdirbimas,Liejimo gamyba, Paviršiaus apdorojimas). Kviečiame susisiekti su bet kokiu aliuminio liejimu, magnio arba Zamak / cinko liejimu ir kitais liejimo reikalavimais.

Visi procesai, kontroliuojami ISO9001 ir TS 16949, atliekami naudojant šimtus pažangių liejimo mašinų, 5 ašių mašinų ir kitų įrenginių, pradedant sprogdintuvais ir baigiant „Ultra Sonic“ skalbimo mašinomis. „Minghe“ turi ne tik pažangią įrangą, bet ir turi profesionalias patyrusių inžinierių, operatorių ir inspektorių komanda, kad kliento dizainas būtų įgyvendintas.

Sutartinis liejinių gamintojas. Galimybės apima šalto kameros aliuminio liejimo dalis nuo 0.15 svarų. iki 6 svarų, greito keitimo nustatymas ir apdirbimas. Pridėtinės vertės paslaugos apima poliravimą, vibravimą, pašalinimą iš šiukšlių, sprogdinimą, dažymą, dengimą dengimu, surinkimą ir įrankius. Medžiagos, su kuriomis dirbta, apima tokius lydinius kaip 360, 380, 383 ir 413.

Cinko liejimo projektavimo pagalba / gretutinės inžinerijos paslaugos. Pasirinktinis tiksliųjų cinko liejinių gamintojas. Gali būti gaminami miniatiūriniai liejiniai, aukšto slėgio liejiniai, daugialypiai liejimo liejiniai, įprasti liejiniai, vienetiniai ir nepriklausomi liejiniai bei ertmėje užklijuoti liejiniai. Liejiniai gali būti gaminami ilgio ir pločio iki 24 colių +/- 0.0005 colio tolerancijos.  

ISO 9001: 2015 sertifikuotas liejinio magnio gamintojas. Galimybės apima aukšto slėgio magnio liejimą iki 200 tonų karšto kameros ir 3000 tonų šaltos kameros, įrankių dizainą, poliravimą, liejimą, apdirbimą, miltelinį ir skystą dažymą, pilną kokybės užtikrinimą su CMM galimybėmis , surinkimas, pakavimas ir pristatymas.

ITAF16949 sertifikuota. Papildoma liejimo paslauga investavimo liejimas,smėlio liejimas,Gravitacinis liejimas, Prarastas putų liejimas,Išcentrinis liejimas,Vakuuminis liejimas,Nuolatinis liejimasGalimybės apima EDI, inžinerinę pagalbą, patikimą modeliavimą ir antrinį apdorojimą.

Liejimo pramonė Automobilių, dviračių, orlaivių, muzikos instrumentų, vandens transporto priemonių, optinių prietaisų, jutiklių, modelių, elektroninių prietaisų, gaubtų, laikrodžių, mašinų, variklių, baldų, papuošalų, jigų, telekomunikacijų, apšvietimo, medicinos prietaisų, fotografijos prietaisų, fotografijos, Robotai, skulptūros, garso įranga, sporto įranga, įrankiai, žaislai ir kt. 

Ką galime padėti jums padaryti toliau?

∇ Eikite į pagrindinį puslapį „Die Casting“ Kinija

By „Minghe“ liejimo gamintojas Kategorijos: Naudingi straipsniai |Medžiaga Žymos: Aliuminio liejimas, Cinko liejimas, Magnio liejimas, Titano liejimas, Nerūdijančio plieno liejimas, Žalvario liejimas,Bronzos liejimas,Perduodamas vaizdo įrašas,Įmonės istorija,Aliuminio liejimas | Komentarai išjungti