열처리에 산업용 가스를 적용

열처리에 산업용 가스를 적용

기계가공 과정에서 기계부품은 다양한 가열로에 넣어 가열 처리해야 합니다. 일정 온도에 도달한 후 일정 시간 동안 따뜻하게 유지한 후 용광로에서 방출된 후 냉각되어 열처리 공정이 완료됩니다. 기계제조업에서 가공되는 부품의 대부분은 철강재입니다. 철강 부품을 용광로에서 가열하면 표면이 500°C에서 산화됩니다. 즉 탈탄이 발생합니다. 블랭크가 가공되면 나중에 산화 및 탈탄 층이 제거되도록 가공 여유가 발생합니다. 최종 열처리 공정이라면 부품에 약간의 연삭작업만 남게 됩니다. 산화탈탄층이 깊어 최종 가공으로 제거할 수 없는 경우, 열처리 후 부품의 성능이 크게 저하됩니다.

가열 중 강철 부품의 탈탄 현상은 가열 매체에 산소가 존재하기 때문입니다. 산소가 가열로부터 분리되는 한, 산화성 탈탄 현상을 피할 수 있습니다. 이를 위해서는 공기로, 일반적으로 염욕로에서 가열할 필요가 없습니다. 산소를 분리하기 위해 소금욕을 사용하려면 소금욕을 탈산해야 합니다. 가공된 소금 잔여물과 증기도 환경을 오염시킵니다. 진공로도 가공에 사용되지만 밀봉 기술은 높은 요구 사항을 요구하며, 노를 너무 크게 만들 수 없어 적용이 제한됩니다.

가스 보호로는 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 열처리 공정에서는 아르곤 보호, 질소 기반 보호 및 다수의 질소 기반 보호 분위기를 포함한 다양한 가스가 사용됩니다.

질소 기반 보호는 강철 부품의 산화 탈탄을 방지하고 열처리된 부품의 표면 품질을 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 복잡한 형상의 일부 공구 및 금형을 다룰 때 더욱 그렇습니다. 담금질된 후에는 캐비티가 더 이상 처리되지 않습니다. 산화 탈탄이 있으면 표면층의 경도가 크게 감소합니다. 즉, 내마모성과 수명이 단축됩니다. 질소계 보호분위기에서 중성가열을 함으로써 가공면에 산화탈탄 현상이 더 이상 발생하지 않아 가공물 표면의 열처리 품질이 향상되고 가공물의 수명이 연장됩니다.

열처리 장비에는 보호를 위해 다양한 가스를 사용하기 위해 질소와 다양한 담체를 다양한 비율로 사용하여 질화, 연질화(연질화), 침탄 및 기타 화학적 열을 수행할 수 있는 다목적로 또는 유동로가 있습니다. 치료.

산업용 가스를 기반으로 한 가열 처리 공정을 보호하고 다양한 화학적 열처리를 위해 다양한 운반 가스를 준비할 수 있어 재료의 열처리 공정을 용이하게 할 뿐만 아니라 열처리 효율도 크게 향상시킵니다.

질소계 보호분위기는 순수질소(99.99%) 또는 공업용 질소를 원료가스로 사용하고, 적절한 탄화수소(천연가스, 프로판 등)를 첨가하고, 필요하다면 반응에 참여하는 특정 가스 등을 첨가한다. 수소, 암모니아, 이산화탄소, 공기 등으로 암모니아를 주성분으로 하는 혼합가스를 생성합니다. 이러한 유형의 가스는 특정 환원 가스를 포함하지 않거나 포함하지 않으며 광휘 열처리, 화학적 열처리, 브레이징, 분말 야금 소결 및 기타 공정과 같은 다양한 가열 공정에 널리 사용될 수 있습니다.

열처리에 사용되는 질소는 크게 다음과 같은 종류로 나눌 수 있습니다.

1. 순수산소란 일반적으로 질소가 99.99% 이상 함유된 보호가스를 말합니다.

2. 아미노중성 보호가스라 함은 철강을 산화, 탈탄, 침탄하지 아니하는 보호가스를 말한다. 이러한 종류의 보호 가스에는 특정 환원 특성도 있습니다. 다양한 탄소 함량을 가진 강철에 대한 보호 특성을 가지고 있기 때문에 가열 주기가 동일하면 탄소 함량이 다른 강철을 동일한 로에서 처리할 수 있으며 높은 담금질, 어닐링, 템퍼링 등에 사용할 수 있습니다. , 중간 및 낮은 온도. 밝은 효과를 얻기 위한 열처리 공정. 일반적으로 사용되는 중성 가스에는 다음이 포함됩니다.

1. 질소 + 수소: 이 보호 가스는 특정 환원 특성과 약한 탈탄 특성을 가지고 있습니다. 가스의 수소 함량은 일반적으로 0.5%에서 3% 사이로 제어됩니다.

2. 질소+일산화탄소+수소 : 일산화탄소 함유량 0.5%~1 등 철구조물, 공구강, 베어링강 등의 비산화, 비탈탄, 비침탄 열처리에 사용할 수 있는 보호가스입니다. % 및 수소 1%~2% 공구강, 금형강, 고속도강, 베어링강의 어닐링 및 담금질은 보호가스 중에서 수행됩니다. 일산화탄소+수소 함량 2%의 질소계 분위기에서 탄소 함량 1%의 고속도강을 1200°C까지 가열하면 기본적으로 40분 후에도 탈탄이 일어나지 않습니다. 이 보호제의 제조는 공업용 질소를 메탄올로 정제하여 얻을 수 있습니다.

3. 질소 기반 탄소 포텐셜 분위기: 활성 성분 함량이 높은 질소 기반 분위기입니다. 일반적으로 침탄 처리를 위한 탄소 전위 분위기를 얻기 위해 적절한 양의 첨가제(탄화수소 또는 탄화수소의 산소 함유 유도체)를 질소에 첨가할 수 있습니다.

4. 질소-메탄올 보호가스: 현재 해외에서 널리 사용되고 있는 질소 기반 분위기입니다. 대기 중 일산화탄소:수소:질소 = 1:2:2가 되도록 질소와 메탄올의 비율을 조절합니다.

질소 기반 열처리의 장점: 첫째, 에너지를 절약합니다. 흡열 분위기에 비해 질소 기반 분위기를 사용하면 연료 소비를 25~85% 절감할 수 있습니다. 둘째, 가스원이 풍부하다. 질소 기반 분위기에서 질소원을 제조하는 것은 주로 공기에서 나오며 가스원은 매우 풍부합니다. 셋째, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 질소 기반 분위기에는 일산화탄소와 수소가 적게 포함되어 있어 수소 취화 및 내부 산화가 크게 감소합니다. 일반적으로 흡열 분위기는 일산화탄소와 수소 함량이 높기 때문에 강철의 환원 가스입니다. 그러나 일산화탄소는 크롬, 망간, 스트론튬, 몰리브덴, 티타늄과 같은 원소의 산화제입니다. 따라서 흡열분위기는 탄소강의 경우 밝은 가열분위기인 반면, 합금강의 가열면에는 흑색 산화물이 형성된다. 예를 들어, 스테인리스강과 베어링강은 크롬 함량이 높습니다. 크롬은 산소와 강한 친화력을 갖고 있기 때문에 일산화탄소와 이산화탄소 분위기에서 산화됩니다. 흡열 분위기의 일산화탄소 함량은 약 25%에 달하므로 대부분의 스테인리스강, 베어링강, 고크롬강의 흡열 분위기에서의 열처리 결과는 이상적이지 않습니다. 강철 표면에 산화물 층이 형성됩니다. 마찬가지로 크롬도 물 분위기에서 산화됩니다. 따라서 고크롬 합금강의 경우 흡열 분위기의 사용은 이론적인 분석에서 적합하지 않습니다. 질소 기반 분위기를 사용하면 합금 원소의 산화도를 줄이고 열처리 품질을 향상시킬 수 있습니다. 넷째, 적응력이 넓다. 질소계 분위기는 각종 탄소강, 합금강, 스테인리스강은 물론 구리, 알루미늄 등 비철금속의 열처리에 적합합니다. 다섯째, 안전성이 좋다. 질소는 중성가스로 무독성이며 환경을 오염시키지 않고 폭발 위험이 없으며 운반, 관리 및 사용이 쉽습니다.

공업용 가스를 열처리에 적용하는 것과 관련하여 포괄적인 질소 기반 분위기 열처리는 분명한 장점을 가지고 있습니다. 따라서 중국의 주요 기업과 프로젝트는 다양한 열처리를 위해 외국의 첨단 가스 소스 장치와 질소 기반 분위기를 채택했습니다.