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幾年來(lái),我公司工程技術(shù)人員能根據(jù)用戶(hù)產(chǎn)品處理要求為其選擇經(jīng)濟(jì)、合適的設(shè)備投資方案,為此,贏得了廣大中、小熱處理企業(yè),特別是私營(yíng)企業(yè)的信賴(lài)。…
工程案例
集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體的熱處理設(shè)備高新技術(shù)企業(yè),為客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)熱處理產(chǎn)品新聞動(dòng)態(tài)
CUSTOMER COOPERATION21
2024-9熱處理氧探頭之一:氧探頭氣氛控制原理
熱處理爐氧探頭介紹之一:氧探頭的爐氣制原理 (1)原理: 氧化鋯(ZrO2)式氧探頭是利用固體電解質(zhì)氧化鋯在高溫下氧離子能在其中產(chǎn)生 定向移動(dòng),形成濃差電池,產(chǎn)生電勢(shì)差的原理,來(lái)測(cè)量氧氣濃度,從而控制碳勢(shì)的元件。 (2)結(jié)構(gòu):氧探頭的主要結(jié)構(gòu)是由固體電解質(zhì)與兩鉑金電極組成化學(xué)電池。 固體電解質(zhì)是用氧化鋯為基本材料,加入少量氧化鈣( CaO )、氧化訖(Y2O3)等穩(wěn)定劑,成形後·在高溫下燒結(jié)而成。它可以通過(guò)氧離子,但不能通過(guò)氧分子。鉑電極起道電作用,它用耐高溫粘結(jié)劑固定在電解質(zhì)上,保証有良好的接觸。由於固體電解質(zhì),很容易受到機(jī)械或熱的損傷,所以氧探頭外面有耐熱不銹鋼保護(hù)管(抗?jié)B碳、耐氨氣腐蝕)。為使被測(cè)氣體與電極金屬接觸,在保護(hù)套上開(kāi)有通氣孔。氧探頭內(nèi)電極充以清新空氣作為基準(zhǔn)氣,用高鉛管作導(dǎo)管。 (3)數(shù)學(xué)模型: 當(dāng)氧探頭插入高溫爐內(nèi),兩個(gè)鉑金電極上由於氧的濃度不同,產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)( mv ),在氧濃度高的一側(cè)(基準(zhǔn)空氣側(cè)),氧原子將得到電子形成氧離子,通過(guò)電解質(zhì)進(jìn)入另一電極,氧氣濃度低的一側(cè)(被測(cè)氣體側(cè)),氧離子放出電子變成分子態(tài)的氧。如下圖: 陰極(內(nèi)電極):1/2O2+2e>02- 陽(yáng)極(外電極):O2-2e>O2 氧化學(xué)電池的電動(dòng)勢(shì)·由 Nernst 方程得出.如下式: E =RT/nF ln PO2/ Pref=2.303 RT/4Flg PO2/Pref 式中 n -- 1 mol 氧參加反應(yīng)的電子數(shù)目( n =4) R ……氣體常數(shù)8.314J/( mol - k ) T ….…絕對(duì)溫度 K F ……法拉第常數(shù)9.65x10-4J/ V PO2……被測(cè)氣體的氧分壓(1~10-23) Pref .…基準(zhǔn)氣(空氣)的氧濃度(約為0.21) E =4.96x10-2T. lg PO2/0.21 因基準(zhǔn)空氣濃度約為0.21,比被測(cè)氣體氧濃度高得多,可以保証輸出的電動(dòng)勢(shì)值較高,容易保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。 在高溫下,可控氣氛中,有下列主要平衡方程: 2CO= C +CO2 (1) CO +1/2O2==CO2 (2) (1)-(2)得 CO = C +1/2O2 (3) 由(3)式 K = AC .PO21/2/PCO (4) 因?yàn)?AC =與氏體中的碳濃度/奧氏體中的飽和碳濃度=CP/Csa (5) AC …碳在奧氏體鋼中的活度 由(4),(5)得 cp = k . csat . pCO/ PO21/2 (6) 由(6)可見(jiàn),當(dāng)溫度 T ( t +273°)一定時(shí),因 K . Csat 均為溫度的函數(shù),則 K · Csat 為定値,則 Cp 對(duì)應(yīng)於pCO/ PO21/2,當(dāng)爐氣穩(wěn)定時(shí),Pco 變化不大,可以把它當(dāng)作一個(gè)常量,則通過(guò)測(cè)量爐氣中氧氣的濃度就可以控制碳勢(shì)( Cp ),由前可知 E →Po2,又知 Cp →Po2,則 Cp → E ,則可建立 Cp = f (Po2、 Pco 、 t °)的數(shù)學(xué)模型,這就是氧勢(shì)法的理論基礎(chǔ)。 (4)控制系統(tǒng): 氧探頭輸出的毫伏信號(hào)和熱電偶輸出信號(hào),一起輸入碳勢(shì)變換器·由數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)扁對(duì)應(yīng)於碳勢(shì)的直流信號(hào)與設(shè)定碳勢(shì)的直流信號(hào)相比較,用 on - off PID 控制方法,控制富化氣電磁閥的通斷和通新時(shí)間,從而達(dá)到控制碳勢(shì)的目的。 (5)氧探頭的特性: ①可用於滲碳、碳氮共滲和光亮淬火等氣氛控制 ②連續(xù)使用,保証精度的溫度範(fàn)圍6750~960℃; ③碳勢(shì)控制範(fàn)圍0.35~125%; ④碳勢(shì)控制精度士0.05%C; ⑤響應(yīng)速度2.0秒以下; ⑥使用壽命1年; 我公司常年代理銷(xiāo)售日本新榮、美國(guó)馬拉松等進(jìn)口氧探頭,公司常年有備庫(kù),適用于熱處理多用爐、連續(xù)爐、網(wǎng)帶爐的滲碳熱處理。10
2024-5抗蝕滲氮之二
氨氮混合氣體滲氮 將含10%~30%氨的氨氮混合氣體通入滲氮罐中,由于氮的稀釋作用,氨分解后的活性氮濃度降低,滲氮工件表面脆性顯著降低,而硬度及層深還有所提高。適用于滲氮后不需精磨的工件,如齒輪、彈簧、儀表零件等。最常用的氣體成分是氮/氨為3/7。 液氨滴注滲氮 從壓力容器中將液氨滴入滲氮爐內(nèi),可獲得露點(diǎn)為-10℃的滲氮?dú)夥铡B氮溫度600~650℃、處理時(shí)間2~12h、爐子容量為0.03m3,氨的流量約為300L/ h 。650℃滲氮后可得致密性極好的氮化物層,即使沒(méi)有潤(rùn)滑油,工件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)亦不會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象。 浮動(dòng)粒子爐滲氮 在以石英砂、剛玉砂為粒子的直接電熱浮動(dòng)粒子爐中與空氣同時(shí)通入氨氣,便可進(jìn)行滲氮。例如,在下述條件下進(jìn)行滲氮: 爐子容積:(350~450) mmx (550~650) mm ; 爐溫:550~620℃; 電源:220V、3相、10kW; 粒子定量:約20kg/爐,消耗量0.3~0.5kg/ h ; 送風(fēng)量:100~120L/ min ; 送氨量:25~35L/ min ; 升溫時(shí)間:620℃/5min; 最大工件:50kg。 壓力滲氮 這一工藝方法適用于鋼管或套筒內(nèi)表面滲氮。根據(jù)需滲氮部位的面積大小,將一定量的液氨(0.5g/dm2)裝入用焊料塞密封的小容器內(nèi),再將小容器放入要滲氮的鋼管或套筒中,兩端焊接密封。加熱時(shí),小容器的焊料塞熔化,液氨揮發(fā),充滿(mǎn)鋼管內(nèi),產(chǎn)生2940~3920kPa。用此法可在最初幾小時(shí)內(nèi)得到比普通滲氮較快的速度,并能節(jié)約大量氦氣。例如,含C0.24%的鎳鉻鉬鋁鋼應(yīng)用壓力滲氮時(shí),540℃、4h可得層深0.22mm,硬度達(dá)HV1040的滲層。27
2024-2抗蝕滲氮之一: 純氨滲氮
抗蝕滲氮通常在550~650℃于純氨(分解率20%~70%)中進(jìn)行2~6h,形成0.015~0.060mm致密而化學(xué)穩(wěn)定的Ɛ相,對(duì)潮濕空氣、自來(lái)水、熱蒸汽、氣體燃燒產(chǎn)物和弱堿溶液等具有較高的抗蝕能力,可代替鍍鎳、鍍鋅及法蘭。 抗蝕滲氮對(duì)各種鋼均可得到良好的效果。 1.純氨滲氮 將氨氣連續(xù)通入500~600℃的滲氮罐中,有一部分在工件及罐壁的觸媒作用下分解,放出活性氮原子,被工件表面吸收并滲入內(nèi)部,形成氮化層。入爐前,氨氣應(yīng)以硅膠、生石灰或氯化鈣進(jìn)行干燥,使水分小于0.2%。 氨分解率對(duì)工件表面吸收氮量有很大影響。分解率為20%~40%時(shí),活性氮原子多,吸收量最多。分解率超過(guò)70%以后,介質(zhì)中氫含量大為增加,阻礙工件表面對(duì)氮的吸收,使硬度下降,層深減小。 純氨分解介質(zhì)的活性氮濃度較高,易于形成0.02~0.04mm的脆性層,因而適用于氮化后還要精磨的工件,如機(jī)床主軸、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等。
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