Контролът на атмосферата по време на процеса на синтероване на спечена стомана и нейните характеристики

Атмосфера за синтероване и нейният избор

Ако се вземе предвид само синтероването на стомана, съдържаща въглерод, атмосферата за синтероване, използвана в индустрията на праховата металургия, е водород, азот, азот + водород (въглероден потенциал или без въглероден потенциал), разлагане на амоняк, ендотермичен газ, ендотермичен газ + азот, синтез За газ и вакуум, правилният избор на атмосфера за агломерация изисква разбиране на характеристиките и характеристиките на различните атмосфери на синтероване и избор в съответствие с принципите за осигуряване на качество и намаляване на разходите.

Водородът е силна редуцираща атмосфера. Много хора вярват, че водородът има определен ефект на обезвъглена, но това зависи до голяма степен от чистотата на използвания водород, а не от самия водород. Обикновено водородът след електролиза или каталитично превръщане съдържа определено количество примесен газ, като Н2О, О2, СО и СН4 и т.н., понякога общото количество може да достигне около 0.5%. Ето защо е най -добре да го изсушите и пречистите преди употреба, за да намалите съдържанието на кислород и точката на оросяване. Въпреки това, поради високата цена на водорода, чистият водород рядко се използва като атмосфера за синтероване, освен ако няма специални причини.

Азотът е безопасен и евтин инертен газ, но тъй като чистият азот няма редуцируемост при температурата на синтероване, чистият азот рядко се използва като атмосфера за синтероване при производството на традиционна прахова металургична стомана. През последните години, тъй като разходите за пречистване на азот намаляха и херметичността на пещта за синтероване се подобри, азотът също започна да се използва като атмосфера за синтероване за синтероване на въглеродна стомана.

През последните години азотно-водородната смес се използва все повече при синтероването на въглеродна стомана. Азот/водород обикновено се използва между 95/5-50/50. Тази смес има определена степен на редуцируемост и точката на оросяване може да достигне под -60 ℃, като цяло трябва да се добави определено количество CH4 или C3H8, за да се поддържа определен въглероден потенциал, когато се използва този газ при 1050-1150 ℃, докато се синтерова въглеродна стомана над 1250 ℃ не е необходимо да контролира въглеродния потенциал. Тази смес може да се използва за синтероване на хромосъдържащи сплави на желязна основа под 1120 ° C без окисляване.

Разграденият амоняк се получава чрез разлагане на амонячен газ чрез нагрят катализатор, включващ 75% H2 и 25% N2. Но най -общо казано, малко количество неразградени амонячни молекули винаги остават в разложения амоняк. Когато са в контакт с горещ метал при високи температури, те се разлагат на силно активни водородни и азотни атоми, като по този начин азотират метала. Последните проучвания показват, че ако се контролира правилно, синтероването на AstaloyCrM при 1120 ° C ще разложи и амонизира сместа 90N2/10H2 с по -голяма редуцируемост. Основната причина е, че тези активни водородни атоми, които току -що бяха разложени по време на процеса на синтероване, са по -ефективни от 90N2/ Водородът в смесения газ 10H2 има по -силна редуцируемост и може ефективно да намали оксидния слой извън частиците AstaloyCrM. За да пречистите и разложите амоняка, можете да го прекарате през вода и да го изсушите или да използвате активиран алуминиев оксид или молекулно сито, за да премахнете останалия. Целият амоняк се отстранява.

Ендотермичният газ е вид смесен газ, получен чрез смесване на въглеводороден газ (CH4 или C3H8) с въздух в определена пропорция, предварително загряване при 900-1000 ° C и каталитично превръщане чрез катализатор на никелов оксид. В зависимост от съотношението въздух към въглищен газ, процесът на преобразуване е придружен от ендотермични или екзотермични реакции. Полученият смесен газ се нарича ендотермичен газ или екзотермичен газ и реакцията може да бъде следната:

CmHn+m(O2+3.774N2)—mCO+n/H2+1.887mN2

Ако горната реакция трябва да се извърши напълно, тоест всички C в CmHm току -що са реагирали с О2 във въздуха, необходимия въздух/газ трябва да бъде m/2 (1+3.774), което е 2.387 m. Например, ако използваният въглеводороден газ е СН4, необходимият въздух/газ трябва да бъде 2.387, а смесеният газ, произведен по това време, включва 40.9% H2, 38.6% N2 и 20.5% CO. След реакцията смесеният газ съдържа H2 Съдържанието на CO и CO намалява с увеличаването на въздуха/газа, но съдържанието на H2O и CO2 се увеличава. Той също така показва, че въглеродният потенциал в смесения газ след реакцията намалява с увеличаването на въздуха/газа, а окислителното действие се увеличава. Това е и основната причина, поради която екзотермичният газ рядко се използва при синтероване на стомана, съдържаща въглерод, и се използва повечето ендотермичен газ.

Най-общо казано, смесеният газ, произведен от въздух/газ между 2.0-3.0, се нарича абсорбционен горещ газ, а смесеният газ, получен, когато съотношението е по-голямо от 5.0, се нарича екзотермичен газ. Връзката между точката на оросяване на ендотермичния газ, произвеждан с CH4 като суровина, и въздух/газ показва, че въздухът/газът се повишава само от 2.4 до 2.5, а точката на оросяване на смесения газ се повишава от -25 ° C до над 0 ° C. Следователно, ако потребителите произвеждат ендотермичен газ сами, те трябва да обърнат специално внимание на контролирането на съотношението въздух към газ в суровините (за предпочитане не повече от 2.4), за да се получи ендотермичен газ с достатъчно ниска точка на оросяване. В смесения газ след реакцията съотношението на различните газове съответства на съотношението в края на реакцията, което обикновено е (1000-1100 ° C).

След реакцията, ако температурата на газа се промени, въглеродният потенциал на смесения газ, точката на оросяване и съотношението на различните газове ще се променят. Много производители на прахова металургия използват един екзотермичен генератор на газ, за ​​да доставят необходимата атмосфера за агломерация за няколко пещи за синтероване едновременно през тръбопровода. Температурата на атмосферата е била понижена, преди да достигне пещта за синтероване. . Ако изолацията на тръбопровода не е добра и температурата на стената на тръбопровода е по -ниска от 800 ° C, тогава част от въглерода в смесения газ ще се отложи върху стената на тръбопровода под формата на сажди. С други думи, когато смесеният газ се нагрява отново до температурата на синтероване в пещта за синтероване, неговата въглеродна топлина е много по -ниска от въглеродния потенциал, който ендотермичният газов генератор може да осигури.

В този случай към пещта за синтероване трябва да се добави подходящо количество метан или пропан, за да се осигури въглероден потенциал в пещта. Сега някои чуждестранни производители на прахова металургия са започнали да инсталират малък ендотермичен генератор на газ до всяка пещ за синтероване и използват ендотермичния газ, който току -що е произведен директно в пещта за синтероване, без да се охлажда, за да се избегне въздействието върху атмосферата на синтероване поради температурни промени . . Друг момент, който трябва да се припомни, е, че дори при каталитичния ефект на катализатора на никелов оксид, малко количество въглеводороден газ (CH4 или C3H8 и т.н.) остава в смесения газ, получен след транспортиране. В допълнение, между газовете при 900-1100 ℃ След като реакцията достигне равновесие, ще се произвежда малко количество CO2 и Н2О (газообразни), които трябва да бъдат изсушени преди употреба.

Добавянето на азот към ендотермичния газ може да намали относителното съдържание на CO, CO2 и H2O в ендотермичния газ, така че да буферира чувствителността на атмосферата към въглеродния потенциал и точката на оросяване и да улесни някои коефициенти на корелация в атмосферата на синтероване да контролирам.

Синтетичният газ е метод, предложен от чуждестранните производители на пещи за агломерация през последните години за директно генериране (разреждане) на ендотермичен газ в пещта за синтероване (без да е необходим ендотермичен генератор на газ извън пещта). Той смесва газообразен метилов алкохол и азот в определена пропорция и след това директно го предава в пещта за синтероване. Следните реакции ще се появят във високотемпературната зона на синтероване:

CH3OH — CO+2H2

Тъй като съотношението на CO и H2 в разложения газ е равно на съотношението на ендотермичния газ, произведен по обичайния метод с CH4, и смесеният азот може да се комбинира, за да се синтезира смесена атмосфера със същия състав като ендотермичния газ (1L Метанът отговаря на 1.05 nm3 азот). Най -голямото му предимство е, че не изисква ендотермичен генератор на газ извън пещта. В допълнение, потребителите могат да смесват различни количества азотен газ, за ​​да произвеждат разреден ендотермичен газ според собствените си изисквания.

Вакуумът също е вид атмосфера на синтероване, която се използва най -вече за синтероване на неръждаема стомана и други материали, но не се използва често за синтероване на въглеродна стомана.

Физични свойства на атмосферата за синтероване

Повечето документи и доклади за атмосферата на агломерация обсъждат предимно химичното поведение между различните атмосфери на синтероване и синтерованото тяло по време на процеса на синтероване, но рядко обсъждат влиянието на физическите свойства на различните атмосфери върху синтероването, въпреки че този ефект в много случаи не може бъде игнориран. Например, разликата във вискозитета на газа ще предизвика химическия градиент на концентрация на синтерованото тяло от повърхността към вътрешността по протежение на отвора, като по този начин ще повлияе на повърхностните свойства на синтерованото тяло. За друг пример, топлинният капацитет и топлопроводимостта на различните газове оказват голямо влияние върху времето на синтероване и скоростта на охлаждане. Този раздел изброява основните физични свойства на някои атмосфери на синтероване при различни температури (около температурата на синтероване) за справка на читателите.

Примери за проблеми, свързани с атмосферата по време на синтероването

1 Примери за напукване на повърхността на частите по време на депарафинизация

Когато се използва пещ за синтероване с мрежеста лента и се използва ендотермичен газ като атмосфера за синтероване, ако скоростта на повишаване на температурата и атмосферата в зоната за депарафинизация не са добре контролирани, ще настъпи повърхностно напукване. Много хора смятат, че това явление се дължи на бързото разлагане на смазката. То е причинено, но не е така. Истинската причина е, че въглеродният окис в ендотермичния газ се разлага на твърд въглерод и въглероден диоксид в температурния диапазон 450-700 ℃ под катализа на желязо, никел и други метали. Именно новоотложеният твърд въглерод в порите на синтерованото тяло разширява обема му и причинява гореспоменатия феномен повърхностно напукване.

Качеството на частите варира в зависимост от температурата по време на процеса на синтероване в различни атмосфери. Сред тях атмосфера 3 е сух ендотермичен въглищен газ, а атмосфери 4 и 5 са ​​ендотермичен въглищен газ, добавен с различни количества водни пари. Може да се види, че по време на процеса на синтероване качеството на частите започва да намалява при около 200 ° C, което означава, че твърдият смазочен материал вътре в него непрекъснато се разлага и прелива от синтерованото тяло, намалявайки качеството му. Разбира се, ако в смесения прах няма твърда смазка, горното явление не съществува. Ако се използват горните три атмосфери, колкото по -суха е атмосферата от качеството на синтерованото тяло при около 450 ° C, толкова по -сериозно ще бъде това явление.

Но интересното е, че когато се използва газ 3 (сух ендотермичен газ), повърхностното напукване възниква независимо от наличието на твърди смазочни материали, което показва, че то не е пряко свързано с депарафинизирането, а в пукнатините се открива богат на въглерод газ. Феномен, можем да потвърдим верността на горното обяснение.

Има няколко начина да се избегне появата на гореспоменатия феномен на напукване. Най-директното нещо е да се смени атмосферата на синтероване от ендотермичен газ в водород-азотна смес, без да се напукват прекъснати линии. Ако атмосферата на синтероване не може да бъде променена, има два метода. Единият е да се издуха част от ендотермичния газ, съдържащ водни пари в зоната за депарафинизация на пещта за синтероване. Този метод обаче е труден за постигане на стабилен контрол при реална работа.

Контролът на въздушния поток на пещта за синтероване не е добър и феноменът на атмосфера с висока точка на оросяване, влизащ в зоната за синтероване, може да повлияе на качеството на синтероване. Вторият и най -добър метод е да се увеличи скоростта на нагряване на частите в зоната за депарафинизация на пещта за синтероване, за да може тя да премине 450 възможно най -скоро. В зоната, където се появява напукване при -600 ° C, за това явление обикновено е проектирана т. Нар. Бърза депарафинизация.

2 Пример за синтероване на AstaloyCrM

Металният хром се използва широко в легираната стомана поради ниската си цена и добрия укрепващ ефект. Синтерираната стомана, съдържаща хром, обаче ще срещне много проблеми в производствения си процес. Единият е производството на железен прах, съдържащ хром, който трябва да премине през строг процес на атомизация и отгряване, за да се получи суровина на прах с по-ниско съдържание на кислород и въглерод. .

Honganas AB от Швеция в момента е единственият производител в света, който може да произвежда тази суровина на прах на ниска цена. Второто е, че дори ако може да се получи висококачествен железен прах, съдържащ хром, ако синтероването и средната температура, особено атмосферата на синтероване, не могат да бъдат добре контролирани, по-вероятно е да се окисли по време на синтероването и окисляването, а производителността на синтероване ще бъде намалена.

Термодинамичните изчисления и голям брой експерименти са доказали, че ако ендотермичният газ се използва като атмосфера на синтероване на AsaloyCrM, изискванията за синтероване не могат да бъдат изпълнени, дори ако точката на оросяване е много ниска.

С други думи, само чист водород или водород-азотна смес може да се използва за синтероване на AsaloyCrM. Понастоящем повечето от последните се използват. , Делът на водорода представлява 5%-20%. Читателят трябва да бъде напомнен не само за осигуряване на състава на атмосферата за синтероване, но и за осигуряване на качеството на атмосферата за синтероване.

Така нареченото качество тук се отнася до степента на окисляване в атмосферата за синтероване, която обикновено се калибрира от парциалното налягане на кислорода в атмосферата. При синтероване при 1120 ℃, ако парциалното налягане на кислорода в атмосферата е по-ниско от 1 × 10-14Pa, по време на процеса на синтероване няма да настъпи окисляване.

Когато температурата се понижи, за да се предотврати окисляването, парциалното налягане на кислорода в атмосферата трябва да бъде дори ниско. Също така може да се гарантира, че AsaloyCrM, спечен при 1125 ℃, няма да се окисли при 1 × 10-14Pa. Горното изчисление е потвърдено от експериментални данни.

Моля, запазете източника и адреса на тази статия за повторно отпечатване: Контролът на атмосферата по време на процеса на синтероване на спечена стомана и нейните характеристики

Мингхе Компания за леене на умира са посветени на производството и осигуряват качествени и висококачествени части за леене (обхватът на части за леене на метали включва главно Тънкостенно леене под налягане,Топъл камер Die Casting,Студено камерно леене), Кръгло обслужване (услуга за леене под налягане,Cnc обработка,Изработка на плесени, Повърхностна обработка). Всички персонализирани алуминиеви отливки, леене с магнезий или Zamak / цинк и други отливки са добре дошли да се свържете с нас.

Под контрола на ISO9001 и TS 16949, всички процеси се извършват чрез стотици усъвършенствани машини за леене под налягане, 5-осни машини и други съоръжения, вариращи от бластери до Ultra Sonic перални машини. Minghe не само разполага с модерно оборудване, но и разполага с професионални екип от опитни инженери, оператори и инспектори, за да реализират дизайна на клиента.

Договорен производител на отливки. Възможностите включват части за леене от алуминий със студена камера от 0.15 lbs. до 6 lbs., настройка за бърза смяна и обработка. Услугите с добавена стойност включват полиране, вибриране, отстраняване на обезкосмяването, струйно взривяване, боядисване, покритие, покритие, монтаж и обработка на инструменти. Материалите, с които се работи, включват сплави като 360, 380, 383 и 413.

Помощ при проектиране на леене на цинк при съпътстващи инженерни услуги Персонализиран производител на прецизни отливки от цинкова матрица. Могат да се произвеждат миниатюрни отливки, отливки под високо налягане, отливки с многоплъзгащи се форми, конвенционални отливки за форми, единични матрици и независими отливки и отливки с кухина Отливките могат да се произвеждат с дължина и ширина до 24 инча в толеранс +/- 0.0005 инча.  

ISO 9001: 2015 сертифициран производител на магнезиево леене под налягане, Възможностите включват магнезиево леене под високо налягане до 200 тона гореща камера и 3000 тона студена камера, дизайн на инструментите, полиране, формоване, обработка, боядисване на прах и течности, пълен QA с CMM възможности , монтаж, опаковане и доставка.

Сертифициран по ITAF16949 Включва допълнителна услуга за кастинг инвестиционно леене,пясъчно леене,Гравитационен кастинг, Изливане на пяна леене,Центробежно леене,Вакуумно леене,Постоянно леене на мухъл, .Възможностите включват EDI, инженерна помощ, солидно моделиране и вторична обработка.

Кастинг индустрии Казуси за части за автомобили: Мотори, Самолети, Музикални инструменти, Водни плавателни съдове, Оптични устройства, Сензори, Модели, Електронни устройства, Кутии, Часовници, Машини, Двигатели, Мебели, Бижута, Конзоли, Телеком, Осветление, Медицински изделия, Фотографски устройства, Роботи, скулптури, озвучителна техника, спортна екипировка, инструментална екипировка, играчки и др. 

Какво можем да ви помогнем да направите по-нататък?

∇ Отидете на началната страница за Китай за леене под налягане

By Производител на леене под налягане Minghe | Категории: Полезни статии |Материал Tags: Алуминиево леене, Цинково леене, Магнезиево леене, Титаново леене, Леене от неръждаема стомана, Месинг леене,Бронзово леене,Кастинг на видео,История на компанията,Алуминиево леене под налягане | Коментарите са изключени