少无氧化热处理技术优化

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：金属在空气中或其他氧化性介质中加热时不可避免产生烧损或氧化。在不同的加热温度之下，铁在CO—CO2和H2—H2O混合气体中发生氧化还原反应的平衡曲线见图2-45。工件在加热之前涂覆保护涂料，然后进行热处理，可以达到少无氧化热处理的效果。

金属在空气中或其他氧化性介质中加热时不可避免产生烧损或氧化。钢的氧化必定伴随着脱碳，但是脱碳不一定氧化。

在真空和可控气氛介质中加热，可完全或部分避免钢的氧化脱碳；在脱氧状态良好的盐浴和浮动粒子炉中加热，可明显减少氧化脱碳；采用优质防氧化涂料、简便的包装等，可使钢件的氧化脱碳减低到最低程度。

1.可控气氛热处理

最常见的可控气氛组分是O₂、N₂、CO、CO₂、H₂、H₂O、H₂S、CS₂、CH₄等，在气氛中存在的组分越多，气氛和金属之间可能发生的反应越多。在不同的加热温度之下，铁在CO—CO₂和H₂—H₂O混合气体中发生氧化还原反应的平衡曲线见图2-45。

图2-45 铁在CO—CO₂和H₂—H₂O混合气体中发生氧化还原反应的平衡曲线

从图中曲线中可以看出：④区是还原气氛区，②区是氧化气氛区域，在①、③区域加热，钢件是否氧化要看混合气体成分与钢铁的平衡碳势、温度等的关系。图中表示出钢铁加热温度越高，H₂O/H₂气氛呈还原性时所需的H₂含量越低，CO₂/CO气氛呈还原性时所需的CO含量越高。

为了防止铁的氧化，在任何温度下均呈还原性气氛的极限比例是φ（CO₂）/φ（CO）<0.4，φ（H₂O）/φ（H₂）<0.05。

可控气氛的主要种类有四种，见表2-31。放热性气氛（浓）DX用于光亮退火，放热性气氛（淡）用于非铁金属热处理；吸热性气氛RX主要用于渗碳等；净化的氮基气氛NX可以用于黑心可锻铸铁退火、无脱碳退火、低温退火、低中碳钢，以及热作模具光亮淬火；分解氨AX可以用于碳钢、合金钢退火保护，适用于耐热钢的无氧化退火等。

表2-31 四种主要保护气氛的成分和露点

2.保护涂料热处理

国内外防氧化脱碳涂料的产品很多，分为中温保护涂料和高温保护涂料。工件在加热之前涂覆保护涂料，然后进行热处理，可以达到少无氧化热处理的效果。

3.不锈钢箔包装热处理

不锈钢箔包装热处理适用于模具和单件生产的中小型工件。工件用不锈钢箔包装封口后在空气炉中加热。可保证完全不氧化、不脱碳。不锈钢钢箔厚度为0.05mm。

4.装箱热处理

锻件、铸件等为了减少进一步的氧化，在铸铁箱或低碳钢板焊接箱体中用铸铁屑、木炭、焦炭和硅砂铺盖工件，用黄泥密封箱盖，在保护条件下进行热处理。一般在单件、小批量生产条件下使用。

少无氧化热处理技术优化

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