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氮化炉

工控家百科顾问团

贡献者:工控家001  最后更新:2018-12-27 12:00:41  浏览数:17

氮化炉具有处理温度低,时间短,工件变形小的特点,性质:高疲劳极限和良好的耐磨性。氮化工艺:往氮化炉内不锈钢真空密封罐中通入氨气,加热到520℃,保持适当的时间,根据工件材质和渗层要求3-90小时不等,使渗氮工件表面获得含氮强化层,得到高硬度,高耐磨性,高疲劳极限和良好的耐磨性

关键词: 氮化炉概述工作原理应用分类选型指南维护保养注意事项故障排除


1概述

氮化炉具有处理温度低,时间短,工件变形小的特点,性质:高疲劳极限和良好的耐磨性。氮化工艺:往氮化炉内不锈钢真空密封罐中通入氨气,加热到520℃,保持适当的时间,根据工件材质和渗层要求3-90小时不等,使渗氮工件表面获得含氮强化层,得到高硬度,高耐磨性,高疲劳极限和良好的耐磨性。


2工作原理

氮化处理是利用氨在一定温度下(500-600℃),所分解的活性氮原子向钢的表面层渗透扩散而形成铁氮合金,从而改变钢件表面机械性能(增强耐磨性,增加硬度,提高耐蚀性等)和物理、化学性质。


3应用

氮化炉主要供各种钢制机械零件、汽车曲釉、齿轮、摩托车刹车片、模具等进行气体氮化热处理之用。在有色行业,可应用于铜管、铜板、铜线、铜棒等铜材在保护气氛下的光亮无氧化退火。或用于薄壁无缝钢管、长轴、各种金属机件的真空氮气保护状态下无氧化回火热处理工艺。


4分类

1. 氮化炉由不同的氮化方法分为离子氮化、气体氮化、液体氮化三种不同类型。分别是辉光离子氮化炉、气体氮化炉、液体氮化炉。

2. 氮化炉由不同的热处理用途分为气体氮化炉,氮气保护光亮退火炉,氮气保护回火炉。


5选型指南

辉光离子氮化炉:离子氮化是金属表面强化的一种化学热处理方法。它是将金属零件置于活性介质中,在一定的温度和保温时间下,使氮元素渗入金属表层,从而改变金属表层的化学成分,使之具有高的硬度、耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀能力及抗烧伤性等,在工业上得到了广泛应用。辉光离子氮化炉有电气控制系统、真空炉体、渗剂气体配气系统、真空测量及控制系统等几大部分组成。

气体氮化炉:RN2系列井式气体氮化炉属高节能周期作业型氮化炉。主要供各种钢制机械零件、汽车曲釉、摩托车刹车片、模具等进行气体氮化热处理之用。外形结构为井式炉壳,采用高节能复合炉衬、双水冷炉罐盖、真空橡胶密封以及上下二区或多区控温。使氮化炉保温性、炉温均匀性、密封性、渗氮速度都有很大提高,炉型与国际标准一致。

大型真空氮化炉:主要供各种大型工件、长轴工件等进行气体氮化热处理之用。大型真空氮化炉深度可达15米,直径可达5米。本系列大型真空氮化炉分多层多支撑方式,炉体具有高强度以支撑超大型工件、超重型工件氮化热处理。

井式氮化炉:井式氮化炉作为标准氮化热处理设备,主要供各种机械零件、汽车配件、模具等金属工件进行气体氮化。井式氮化炉一般采用气体氮化为主要氮化方式,其炉膛内安装有耐高温不锈钢真空罐,使用时先将真空罐内用真空泵抽至真空状态,再对加热的工件进行气体氮化处理。

坩埚液体氮化炉:本系列坩埚液体氮化炉主要供各种机械零件﹑汽车配件﹑活塞环在液体中氮化的热处理用途。

氮气保护井式回火炉:是高节能型高精度控温井式周期作业真空回火炉,主要供薄壁无缝钢管、长轴、各种金属机件的真空氮气保护状态下无氧化回火热处理工艺,并可用于航天、航空飞机制造行业,以及汽车制造行业,精密机械制造业,精密机件或锻件光亮无氧化氮气保护回火之用。

氮气保护铜材光亮退火炉:氮气保护光亮铜材退火炉,主要用于有色行业,铜管、铜板、铜线、铜棒等铜材在保护气氛下的光亮无氧化退火。

氮气保护水口烧结炉:氮气保护水口烧结炉系引进德国同类产品技术,高新节能型烧结炉。专用于钢铁、冶金行业,高温烧制石墨碳化硅水口。采用微电脑程序高精度控温,全自动执行水口烧结工艺曲线。


6维护保养

1、箱式氮化炉安全操作规程:

1) 操作人员须经过培训,对设备的各个报警信号,动作运行过程等操作了解,且考核合格后方可进行氮化炉操作。 

2) 工件按图示方式摆放,套圈必须按图示尺寸摆放,摆放应平整 ,不允许有倾斜现象。

3) 进炉时必须先确定推拉车位置是否对正,确定后方可进行搬入程序。

4) 在进出炉的过程中,炉前门位置不允许站人或有人员走动,操作工必须在现场进行监控。

5) 在进出炉后,操作工必须进行进一步确认,进炉时应确认主炉是否降温,出炉时应对推拉链的声音,淬火时的油烟及油温等进一步进行确认,以保证操作的有效性。

6) 操作工须每45分钟对设备进行一次巡查,认真记录和调整气体流量,以保证工艺的有效性。

7) 操作工应每天检测三相电流是否平衡,三个温度表是否一致,设备冷却水是否通畅,如有异常应及时进行汇报并将产品隔离。


7注意事项

1、氮化炉开炉接通电源前必须检查事项 :

1、炉体冷却水循环必须开启(阀在水平状态为开,垂直状态为关);

2、真空泵蝶阀必须在关闭状态;

3、氨气罐,二氧化碳罐要在关闭状态;

4、阳极快速接头要连接在炉体上(和水冷却管在一起的绿线接头);

5、黑色脉冲控制盘上“电压”旋钮,“占空比”旋钮要旋转到左边最小值;

6、黄色氨气换向阀手柄在中间(向上)位置;


8故障排除

1、气体氮化炉常见问题及对应的解决方法:

1、炉温4个多小时升不到温 

(1)首先检查供电是否正常,电流是否有输出,可控硅是否被击穿。

(2)炉体的冷风口是否敞开,冷却风机是否处于开机状态。

2、工艺运行中氢含量是否出现快速变动现象(不包括后氧化段)

(1)首先检验通气量符合工艺规定,三条通道的流量是否一致。

(2)是否漏气

(3)如氢含量在480℃段突然超出35%,首先往炉内通15m3/h的流量30min若仍没有降低,则抽样,检验试块表面硬度,如硬度不够,则将抽样放回炉内在480℃增加15小时,15小时后再抽,表面硬度还是不够,可以向炉内通入经多道干燥处理后的空气1-1.5m3/h,如条件不具备可以考虑在正压下随炉降温,如硬度达到技术要求,490℃段氨气用上限工艺流量。

3、突然断电

(1)迅速将氨气瓶接在“气象”阀门上,小流量通气只要保证炉膛正压即可。

(2)来电后首先恢复循环水,再恢复氨气流量,其次再接上断电前的工艺。


参考资料

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