粉末冶金培训资料-烧结气氛.doc

氛 ? 烧结气氛功能 ? 烧结炉中的气氛控制 ? 烧结时的主要反应 ? Ellingham-Richardson (ER) 图 ? Fe 基烧结气氛的平衡图 ? 含碳钢的烧结气氛 ? Cr合金材料的烧结途 ? 在脱蜡区去除润滑剂的残留物 ? 还原氧化物和防止氧化 ? 避免脱碳和渗碳 ? 稀释渗漏的空气 ? 保持烧结结果均匀一致制 区1 区2 区3 区4 区1 = 润滑剂烧除,区2 = 烧结,区3 = 重新渗碳,区4 =冷却 G = 进气, S = 烟和气排出除 ? 润滑剂： 聚合物 – 大分子 ? 熔化 分解 小分子 ? 蒸发和烧除 CH4, CxHy, CO2, CO, H2O H2O O2 需要氧化性气氛氛 烧结气氛 烧结钢 氮 甲烷 氢 丙烷 氨 氧 碳，氧，氮 和 氢 水 一氧化碳 二氧化碳碳 区2的问题 ：脱碳 ? 目的： 使烧结件恢复碳 ? 气氛： CH4, CO ? 温度 : 800 - 900℃却 为什么冷却区要进行气氛控制 ? 出口端外面 高含量 的O2 优点 ? 防止零件烧结后氧化（零件变黑或变蓝）。 ? 使冷却过程更稳定和具有更好的再现性。 ? 控制烧结件的显微结构。 (举例来说，烧结硬化)应 ? 氧化和还原 ? 脱碳和渗碳原 氧化 平衡常数 Me + 1/2O2 MeO 1/(PO2)1/2 Me + H2O MeO + H 2 (PH2/ PH2O) Me + CO2 MeO + CO (PCO / PCO2) 还原碳 渗碳 平衡常数 2CO 2C + O 2 2 (PO2 / PCO) 2CO C + CO 2 2 (PCO2 / PCO) CH4 C + 2H 2 2 (PH2 / PCH4) 2CO + H2 C + H2O 脱碳 (PH2O / PCO PH2) 图 Fe + O2 2FeO 4Cr + 3O2 2Cr2O 3 1120 C响 4/3Cr + O2 2/3Cr2O 3 温度： 1120/1300℃ 1120 C 1300 C图 ? Fe - FeO - Fe3O4 - H2 - H2O 系统 ? Fe - FeO - Fe3O4 - Fe3C - CO - CO2 系统 ? Fe - Fe3C - C - H2 - CH4 系统O 氧化 还原 还原 氧化2 脱碳 还原 氧化 积碳4 ? T C% ? CH4 = 0.2 % is OK for C% 0.2践 温度和分压比对 混合气体性能的 影响 R = 还原 O = 氧化 C = 渗碳 D = 脱碳 分压比氛 ? 气态碳氢化合物形成的吸热性气氛 ? 合成吸热性气氛 (混合 N2 和甲醇) ? 纯 H 2 ? 分解氨 (75%H2 + 25%N2) ? 氮基混合气 (N2 + H2) ? 高度冲淡的吸热性气氛 (吸热性气氛 + N2) ? 纯 N 2 ? 真空成 甲烷 + m(空气) 1000 C + 催化剂 m = 2.0 - 2.5 吸热性气氛 m势 吸热性气氛： H2 = 40% N2 = 40% CO = 20% CO2 0.3% H2O 0.5% CH4 1% C%结 — 理论的考虑因素 — 实际的应用因素 — 现场维护指导+实际经验点） -使用N2/H2气氛而不是Cr合金材料的吸热性气氛 -使用RBO时要避免氧化媒介过剩以及使用最佳的 气体含量/成分 -在低含量H2 (5%) 的N2/H2气氛中添加少量的H2对 气氛的质量有着很大的影响 -添加碳氢化合物来改善气氛质量和对碳的控制 -增加过程温度意味着减少对Cr材料烧结气 氛质量 的要求） -确保没有紊乱的气流接近于敞开炉 -过了烧结区域段后要增加气氛 -当使用金属硬脂酸盐时要定期清洁炉子 -定期密封检查炉子自身管道中主要的气体 -定期密封检查冷却水管护套试 烧结炉 取样管 炉子 泵 CO传感器(mA) 750℃ 氧传感器（mV） 计算机 露点(℃);CO(%)理 烧结条件 -网带式炉的烧结温度为1120℃ -气氛成分为N2/H2 = 96.3/3.7 -当前状态下最大可行露点是AstaloyCrL 为-28℃和AstaloyCrM –32℃ -烧结气氛进气口的露点为-60℃ !!!线 CO% 露点 Astaloy CrL = -28℃ Astaloy CrM = -32℃ 长度(m)理 烧结条件 -网带式炉的烧结温度为1150℃ -气氛成分为 N2/H2 = 98.6/2.7 -当前状态下最大可行露点是 AstaloyCrL- 29℃和AstaloyCrM -33℃ -烧结气氛进气口的露点为-55℃!!!线 CO% 露点 长度(m)结 最大运行温度1150℃的