Слайдер про печи

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

  • Изготовление промышленного термического оборудования
  • Собственные проектные и производственные мощности
  • Современное оборудование и станки
Слайдер про лабораторное оборудование

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Современное оборудование и станки
Слайдер про грузоподъемные механизмы

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Современное оборудование и станки

Нагрев в защитных атмосферах

Как происходят процессы окисления

С увеличением температуры все процессы ускоряются из за увеличения скорости диффузии атомов. При нагреве, в металлах, тоже ускоряются тепломассообменные процессы, особенно на поверхности, так как контактирующие среды пытаются соединится в самую устойчивую связь под названием химическое соединение. В данном случае это соединение называется оксид железа, с химической формулой Fe2O3, или окалина. Величина окисления металлов напрямую зависит от температуры и от времени. Кроме окисления на поверхности происходит обеднение железа углеродом. Движение углерода в сторону меньшего потенциала, а в воздухе углеродный потенциал равен нулю, далее углерод связывания в молекулу СО2 и происходит обеднение поверхностных слоев. Данный эффект называется обезуглераживанием наружных поверхностей. В результате воздействия температуры и кислорода с поверхностью металлических изделий образуется слой окислов различной толщины; от окисной пленки до отслаивающейся окалины. Толщина слоя окалины будет зависеть от величины температуры и продолжительности нагрева, а также от химического состава металла. Если нагревать стальные заготовки до 450°С (температура отпуска) то на поверхности заготовок появится только окисная пленка, которая не будет отслаиваться.

С повышением температуры заготовок и временем нагрева угар увеличивается. В зависимости от марки материала слой окалины может отслаиваться ровными и плоскими пластинками, или вспучиваются и не отслаивается, при этом на поверхностном слое металла возникают напряжения, которые могут деформировать тонкостенные изделия. Интенсивность окисления сталей при повышении температуры растет в геометрической прогрессии. Так например, интенсивность окалинообразования уже высокая при 900°С, при нагреве до 1000°С окисляемость этой же стали увеличивается в 2 раза, а при нагреве до 1200°С - в 5 раз.

График зависимости окисления от температуры
      Рисунок - График зависимости окисления сталей в зависимости от температуры

Процессы происходящие при нагреве в защитных атмосферах

Что бы поверхность металла была без окалины и с нужными свойствами его нагревают атмосфере с определенным химическим составом. Атмосферы с необходимым (нужным) и контролируемым химическим составом называют защитные атмосферы. Концентрация элементов на поверхности заготовки будет стремиться к равновесию с газовой средой находящейся вокруг неё. Поверхность свободную от окислов принято называть светлой , а свободной от окалины чистой .

Основные виды и назначение защитных атмосфер

Защитные атмосферы получают методом полного или частичного сжигания углеводородов. Таким образом получают эндогаз и экзогаз. Охлаждением или разделением воздуха получают аргон, азот. Химическим путем, например в электролизерах получают водород В зависимости от характера взаимодействия газов с металлом, защитные атмосферы можно разделить на нейтральные, они же инертные, насыщающие или восстановительные . Также защитной атмосферой можно считать вакуум, но это отдельное направление, которое в данной статье не рассматривается.

Нейтральные атмосферы

Нагрев в таких атмосферах не изменяет химический состав поверхности металлов. К нейтральным газам относятся, так называемые, инертные газы: аргон, молекулярный азот, углекислый газ, гелий и т.п. Одной из разновидностью нейтральных газов считают формир-газы. Формир-газы это инертные газы с незначительными добавками водородсодержащих газов (до 5%H2, в общем объеме). Также инертным газом можно считать экзогаз.

Насыщающие атмосферы

Атмосферы с повышенным содержанием потенциала определенного химического элемента, например углерода при цементации (эндогаз с добавками метана или пропана), азота при азотировании(частично диссоциированный аммиак) или цинка при цинковании называют насыщающими.

Восстановительные атмосферы.

Этот тип атмосфер с сильными восстановительными свойствами, обусловленными наличием в них высокого содержания водорода. Водород восстанавливает уже окисленную поверхность до чистого металла. Подобные атмосферы применяют при пайке, спекании, восстановительном отжиге.

Снижение издержек на изготовление за счет термообработки в защитных атмосферах

В процессе изготовления сложных изделий металл нагревают много раз и образование на деталях окалины и обезуглероженного слоя при нагреве воздухе рассматривается как неизбежное зло. Дорогой металл уходит в отходы в виде припуска с интенсивным износом инструмента, т.к. сама окалина имеет высокую твердость. Часть окалины, где позволяет оборудование, удаляют дробеструем или травлением.

Слой окалины на поверхности является еще и тепловой изоляцией повышающей время на последующий нагрев, например отпуск при отпуске. Слой окалины является диэлектриком и препятствует свариваемости изделий. Недостатки нагрева в окислительной атмосфере очевидны. Плюс только один атмосфера воздуха бесплатна.

Заготовки с окалиной и без

Преимущества термообработки с нагревом в защитной атмосфере.

  1. Обработанные с применением защитных атмосфер изделия обладают высокой износостойкостью и прочностью, не требуют мех. обработки для снятия мягкого (обезуглероженного) слоя.
  2. Значительно уменьшается припуск под механическую обработку, вследствие чего уменьшается время на обработку.
  3. Атмосферы с присутствием водорода восстанавливают от окислов уже окисленные детали.
  4. Имеется возможность корректировать хим. состав на поверхности изделий. Повысить концентрацию углерода или азота.
  5. Исключаются очистные операции после термообработки (дробеструйная и абразивная обработка, галтовка, травление).
  6. Исключаются некоторые доводочные операции после термообработки.
  7. Исключается брак в изделии, вызванный недостаточной чистотой поверхности в труднодоступных внутренних полостях, карманах.
  8. Отпадает необходимость в очистке закалочных баков от окалины. Уменьшается износ загрузочной оснастки. Повышается культура производства.
Ответим на Ваши вопросы Оставьте сообщение
Адрес
Адрес
620085, Екатеринбург, ул. Монтерская, 3, цех 11
(территория ОАО "Уральский завод РТИ")
Телефон
Телефон
+7 (343) 221-53-39 – Консультант
+7 (343) 221-53-55 – бухгалтерия
Время работы
Время работы
Пн.-Пт. с 8.00-17.00