Pengendalian Atmosfera Semasa Proses Sintering Steel Sintered dan Prestasi

Masa Terbitan: 06 / 22 2021 Pengarang: Penyunting Laman Lawati: 12196

Suasana sintering dan pilihannya

Sekiranya hanya dipertimbangkan peleburan baja yang mengandungi karbon, atmosfer sintering yang digunakan dalam industri metalurgi serbuk adalah hidrogen, nitrogen, nitrogen + hidrogen (potensi karbon atau tidak berpotensi karbon), penguraian amonia, gas endotermik, gas endotermik + nitrogen, sintesis Untuk gas dan vakum, pemilihan atmosfer sintering yang betul memerlukan pemahaman mengenai ciri dan prestasi pelbagai atmosfer sintering, dan pemilihan sesuai dengan prinsip memastikan kualiti dan mengurangkan kos.

Hidrogen adalah atmosfera pengurangan yang kuat. Ramai orang percaya bahawa hidrogen mempunyai kesan dekarburisasi tertentu, tetapi ini banyak bergantung pada kemurnian hidrogen yang digunakan daripada hidrogen itu sendiri. Secara amnya, hidrogen selepas elektrolisis atau penukaran katalitik mengandungi sejumlah gas pengotor, seperti H2O, O2, CO dan CH4, dll. Oleh itu, lebih baik mengeringkan dan membersihkannya sebelum digunakan untuk mengurangkan kandungan oksigen dan titik embunnya. Walau bagaimanapun, kerana harga hidrogen yang tinggi, hidrogen tulen jarang digunakan sebagai atmosfer sintering kecuali ada alasan khusus.

Nitrogen adalah gas lengai yang selamat dan murah, tetapi kerana nitrogen tulen tidak mempunyai pengurangan pada suhu sintering, nitrogen tulen jarang digunakan sebagai atmosfer sintering dalam penghasilan baja metalurgi serbuk tradisional. Dalam beberapa tahun terakhir, karena biaya pemurnian nitrogen telah menurun dan kedap udara dari tungku sintering telah meningkat, nitrogen juga mulai digunakan sebagai atmosfer sintering untuk baja yang mengandung karbon.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, campuran nitrogen-hidrogen semakin banyak digunakan dalam peleburan baja karbon. Nitrogen / hidrogen biasanya digunakan antara 95 / 5-50 / 50. Campuran ini mempunyai tahap pengurangan tertentu dan titik embun dapat mencapai di bawah -60 ℃, secara umum, sejumlah CH4 atau C3H8 mesti ditambahkan untuk mengekalkan potensi karbon tertentu ketika menggunakan gas ini pada suhu 1050-1150 ℃, sambil menyinter keluli karbon di atas 1250 ℃ tidak perlu mengawal potensi karbon. Campuran ini boleh digunakan untuk menyatukan aloi berasaskan besi yang mengandungi kromium di bawah 1120 ° C tanpa pengoksidaan.

Amonia yang terurai dibuat dengan menguraikan gas ammonia melalui pemangkin yang dipanaskan, termasuk 75% H2 dan 25% N2. Tetapi secara umum, sebilangan kecil molekul amonia yang tidak terurai selalu berada dalam amonia yang terurai. Apabila mereka bersentuhan dengan logam panas pada suhu tinggi, mereka akan terurai menjadi atom hidrogen dan nitrogen yang sangat aktif, dengan itu menyatukan logam. Kajian terbaru menunjukkan bahawa jika dikawal dengan betul, sintering AstaloyCrM pada suhu 1120 ° C akan terurai dan mengemoni campuran 90N2 / 10H2 dengan pengurangan yang lebih kuat. Sebab utama adalah bahawa atom hidrogen aktif yang baru terurai semasa proses pensinteran lebih berkesan daripada 90N2 / Hidrogen dalam gas campuran 10H2 mempunyai pengurangan yang lebih kuat dan dapat mengurangkan lapisan oksida di luar zarah AstaloyCrM dengan berkesan. Untuk membersihkan dan menguraikan amonia, anda boleh menyebarkannya ke dalam air dan mengeringkannya, atau menggunakan alumina yang diaktifkan atau saringan molekul untuk membuang baki Semua amonia dikeluarkan.

Gas endotermik adalah sejenis gas campuran yang diperoleh dengan mencampurkan gas hidrokarbon (CH4 atau C3H8) dengan udara dalam perkadaran tertentu, pemanasan pada suhu 900-1000 ° C, dan penukaran secara pemangkin oleh pemangkin nikel oksida. Bergantung pada nisbah udara ke gas arang batu, proses penukaran disertai oleh reaksi endotermik atau eksotermik. Gas campuran yang dihasilkan disebut gas endotermik atau gas eksotermik, dan tindak balasnya mungkin seperti berikut:

CmHn+m(O2+3.774N2)—mCO+n/H2+1.887mN2

Sekiranya tindak balas di atas dilakukan sepenuhnya, iaitu, semua C dalam CmHm baru saja bertindak balas dengan O2 di udara, udara / gas yang diperlukan haruslah m / 2 (1 + 3.774), yaitu 2.387m. Sebagai contoh, jika gas hidrokarbon yang digunakan adalah CH4, udara / gas yang diperlukan mestilah 2.387, dan gas campuran yang dihasilkan pada masa ini merangkumi 40.9% H2, 38.6% N2 dan 20.5% CO. Selepas tindak balas, gas campuran mengandungi H2 Kandungan CO dan CO menurun dengan peningkatan udara / gas, tetapi kandungan H2O dan CO2 meningkat. Ini juga menunjukkan bahawa potensi karbon dalam gas campuran setelah reaksi menurun dengan peningkatan udara / gas, dan prestasi pengoksidaan meningkat. Ini juga merupakan sebab utama mengapa gas eksotermik jarang digunakan ketika menyinter baja yang mengandung karbon, dan kebanyakan gas endotermik digunakan.

Secara umum, gas campuran yang dihasilkan oleh udara / gas antara 2.0-3.0 disebut penyerapan Gas panas, dan gas campuran yang dihasilkan apabila nisbahnya lebih besar daripada 5.0 disebut gas eksotermik. Hubungan antara titik embun gas endotermik yang dihasilkan dengan CH4 sebagai bahan mentah dan udara / gas menunjukkan bahawa udara / gas hanya meningkat dari 2.4 hingga 2.5, dan titik embun gas campuran yang dihasilkan meningkat dari -25 ° C hingga di atas 0 ° C. Oleh itu, jika pengguna menghasilkan gas endotermik dengan sendirinya, mereka harus memberi perhatian khusus untuk mengawal nisbah udara dan gas dalam bahan mentah (sebaiknya tidak lebih daripada 2.4) untuk mendapatkan gas endotermik dengan titik embun yang cukup rendah. Dalam gas campuran selepas tindak balas, nisbah gas yang berbeza sepadan dengan nisbah pada akhir tindak balas, yang umumnya (1000-1100 ° C).

Selepas tindak balas, jika suhu gas berubah, potensi karbon gas campuran, Titik embun dan nisbah gas yang berbeza akan berubah. Banyak pengeluar metalurgi serbuk menggunakan satu penjana gas eksotermik untuk membekalkan atmosfer sinter yang diperlukan untuk beberapa tungku peleburan pada masa yang sama melalui saluran paip. Suhu atmosfera telah diturunkan sebelum mencapai tungku sintering. . Sekiranya penebat saluran paip tidak baik, dan suhu dinding saluran paip lebih rendah daripada 800 ° C, maka sebahagian karbon dalam gas campuran akan disimpan di dinding saluran paip dalam bentuk karbon hitam. Dengan kata lain, apabila gas campuran dipanaskan kembali ke suhu sintering di relau sintering, haba karbonnya jauh lebih rendah daripada potensi karbon yang dapat disediakan oleh penjana gas endotermik.

Dalam kes ini, sejumlah metana atau propana yang sesuai harus ditambahkan ke tungku sintering untuk memastikan potensi karbon di dalam tungku. Kini beberapa pengeluar metalurgi serbuk asing telah mula memasang penjana gas endotermik kecil di sebelah setiap tungku peleburan, dan menggunakan gas endotermik yang baru dihasilkan secara langsung ke dalam tungku sintering tanpa penyejukan, agar tidak menjejaskan atmosfer sintering akibat perubahan suhu . . Perkara lain yang perlu diingatkan adalah bahawa walaupun dengan kesan pemangkin pemangkin nikel oksida, sejumlah kecil gas hidrokarbon (CH4 atau C3H8, dll.) Tetap ada dalam gas campuran yang diperoleh setelah menyampaikan. Di samping itu, antara gas pada suhu 900-1100 ℃ Setelah reaksi mencapai keseimbangan, sejumlah kecil CO2 dan H2O (gas) akan dihasilkan, yang perlu dikeringkan sebelum digunakan.

Penambahan nitrogen ke gas endotermik dapat mengurangkan kandungan relatif CO, CO2 dan H2O dalam gas endotermik, sehingga dapat meningkatkan kepekaan atmosfera terhadap potensi karbon dan titik embun, dan membuat beberapa pekali korelasi dalam atmosfer sintering lebih mudah untuk mengawal.

Gas sintetik adalah kaedah yang dicadangkan oleh pengeluar tungku sintering asing dalam beberapa tahun kebelakangan ini untuk menghasilkan (mencairkan) gas endotermik secara langsung di relau sintering (tanpa memerlukan penjana gas endotermik di luar relau). Ia mencampurkan metil alkohol gas dan nitrogen dalam bahagian tertentu dan kemudian secara langsung memasukkannya ke dalam tungku peleburan. Reaksi berikut akan berlaku di zon sintering suhu tinggi:

CH3OH — CO + 2H2

Kerana nisbah CO dan H2 dalam gas yang terurai sama dengan nisbah gas endotermik yang dihasilkan dengan kaedah biasa dengan CH4, dan nitrogen campuran dapat digabungkan untuk mensintesiskan suasana campuran dengan komposisi yang sama dengan gas endotermik (1L Metana sepadan dengan nitrogen 1.05nm3). Kelebihan terbesarnya ialah ia tidak memerlukan penjana gas endotermik di luar tungku. Di samping itu, pengguna boleh mencampurkan gas nitrogen dalam jumlah yang berbeza untuk menghasilkan gas endotermik yang dicairkan mengikut keperluan mereka sendiri.

Vacuum juga merupakan sejenis atmosfer sintering, yang kebanyakannya digunakan untuk sintering stainless steel dan bahan lain, tetapi tidak biasa digunakan untuk sintering carbon steel.

Sifat fizikal atmosfera sintering

Sebilangan besar kertas dan laporan atmosfer sintering terutama membincangkan tingkah laku kimia antara atmosfer sintering yang berbeza dan badan yang disinter semasa proses sintering, tetapi jarang membincangkan pengaruh sifat fizikal atmosfera yang berbeza pada sintering, walaupun kesan ini dalam banyak kes diabaikan. Sebagai contoh, perbezaan kelikatan gas akan menyebabkan kecerunan kepekatan kimia badan yang disinter dari permukaan ke bahagian dalam sepanjang bukaan, sehingga mempengaruhi sifat permukaan badan yang disinter. Sebagai contoh yang lain, kapasiti haba dan kekonduksian terma gas yang berbeza mempunyai pengaruh yang besar terhadap masa dan kadar penyejukan. Bahagian ini menyenaraikan sifat fizikal utama beberapa atmosfer sinter pada suhu yang berbeza (sekitar suhu sintering) untuk rujukan pembaca.

Contoh masalah yang berkaitan dengan suasana semasa melakukan sintering

1 Contoh keretakan pada permukaan bahagian semasa penyahairan

Apabila tungku sintering sabuk mesh digunakan dan gas endotermik digunakan sebagai atmosfer sintering, jika kadar kenaikan suhu dan atmosfer di zon dewaxing tidak dikendalikan dengan baik, keretakan permukaan akan berlaku. Ramai orang berpendapat bahawa fenomena ini disebabkan oleh penguraian pelincir yang cepat Ia disebabkan, tetapi tidak demikian. Sebab sebenarnya ialah karbon monoksida dalam gas endotermik terurai menjadi karbon pepejal dan karbon dioksida dalam julat suhu 450-700 ℃ di bawah pemangkin besi, nikel dan logam lain. Ini adalah karbon pepejal yang baru tersimpan di liang-liang badan sinter yang mengembang jumlahnya dan menyebabkan fenomena keretakan permukaan yang disebutkan di atas.

Kualiti bahagian berbeza mengikut suhu semasa proses pensinteran di atmosfera yang berbeza. Antaranya, atmosfera 3 adalah gas arang batu endotermik kering, dan atmosfera 4 dan 5 adalah gas arang batu endotermik yang ditambahkan dengan jumlah wap air yang berlainan. Dapat dilihat bahawa semasa proses pensinteran, kualiti bahagian mulai menurun pada sekitar 200 ° C, yang bermaksud bahawa pelincir padat di dalamnya terus terurai dan melimpah badan sintering, sehingga mengurangkan kualitinya. Sudah tentu, jika tidak ada pelincir pepejal dalam serbuk campuran, fenomena di atas tidak wujud. Sekiranya tiga atmosfera di atas digunakan, semakin kering suasana dari kualiti badan yang disinter pada suhu sekitar 450 ° C, semakin serius fenomena ini.

Tetapi yang menariknya ialah apabila gas 3 (gas endotermik kering) digunakan, keretakan permukaan berlaku tanpa menghiraukan kehadiran pelincir pepejal, yang menunjukkan bahawa ia tidak berkaitan langsung dengan penyahairan, dan gas kaya karbon terdapat di celah-celah. Fenomena, kita dapat mengesahkan kebenaran penjelasan di atas.

Terdapat beberapa cara untuk mengelakkan berlakunya fenomena keretakan di atas. Perkara yang paling langsung adalah menukar atmosfer sintering dari gas endotermik kepada campuran hidrogen-nitrogen tanpa memecahkan garis putus. Sekiranya suasana sintering tidak dapat diubah, ada dua kaedah. Salah satunya ialah meniup sebahagian gas endotermik yang mengandungi wap air ke zon dewaxing dari tungku sintering. Walau bagaimanapun, kaedah ini sukar untuk mendapatkan kawalan yang stabil dalam operasi sebenar.

Pengendalian aliran udara dari tungku sintering tidak baik, dan fenomena atmosfer titik embun tinggi memasuki zon sintering boleh mempengaruhi kualiti sintering. Kaedah kedua dan terbaik adalah dengan meningkatkan kadar pemanasan bahagian-bahagian di zon dewaxing dari relau sintering agar dapat melewati 450 secepat mungkin. Di kawasan di mana keretakan berlaku pada -600 ° C, apa yang disebut fast dewaxing biasanya dirancang untuk fenomena ini.

2 Contoh sintering AstaloyCrM

Kromium logam banyak digunakan dalam keluli aloi kerana harganya yang rendah dan kesan pengukuhan yang baik. Walau bagaimanapun, keluli sinter yang mengandungi kromium akan menghadapi banyak masalah dalam proses pengeluarannya. Salah satunya ialah penghasilan serbuk besi yang mengandung kromium, yang harus menjalani proses pengaburan dan pengurangan penyepuhlindapan yang ketat untuk mendapatkan serbuk bahan mentah dengan kandungan oksigen dan karbon yang lebih rendah. .

Honganas AB dari Sweden kini merupakan satu-satunya pengeluar di dunia yang dapat menghasilkan serbuk bahan mentah ini dengan kos rendah. Yang kedua adalah bahawa walaupun serbuk besi yang mengandungi kromium berkualiti tinggi dapat diperoleh, jika suhu sintering dan sederhana, terutama atmosfer sintering, tidak dapat dikendalikan dengan baik, kemungkinan besar akan teroksidasi semasa sintering dan oksidasi, dan prestasi sintering akan dikurangkan.

Pengiraan termodinamik dan sebilangan besar eksperimen telah membuktikan bahawa jika gas endotermik digunakan sebagai atmosfer sintering AsaloyCrM, syarat pensinteran tidak dapat dipenuhi walaupun titik embunnya sangat rendah.

Dengan kata lain, hanya campuran hidrogen atau hidrogen-nitrogen tulen yang boleh digunakan untuk pensinteran AsaloyCrM. Pada masa ini, kebanyakan yang terakhir digunakan. , Bahagian hidrogen menyumbang 5% -20%. Pembaca harus diingatkan bukan hanya untuk memastikan komposisi suasana sintering, tetapi juga untuk memastikan kualiti suasana sintering.

Kualiti yang disebut di sini merujuk kepada tahap pengoksidaan di atmosfer sintering, yang umumnya dikalibrasi oleh tekanan separa oksigen di atmosfera. Apabila sintering pada suhu 1120 ℃, jika tekanan separa oksigen di atmosfera lebih rendah daripada 1 × 10-14Pa, pengoksidaan tidak akan berlaku semasa proses pensinteran.

Apabila suhu diturunkan, untuk mengelakkan pengoksidaan, tekanan separa oksigen di atmosfer diperlukan untuk menjadi rendah. Ia juga dapat memastikan bahawa AsaloyCrM yang disinter pada suhu 1125 ℃ tidak akan mengoksidasi pada 1 × 10-14Pa. Pengiraan di atas telah disahkan oleh data eksperimen.

Harap simpan sumber dan alamat artikel ini untuk dicetak semula: Pengendalian Atmosfera Semasa Proses Sintering Steel Sintered dan Prestasi

Minghe Syarikat Die Casting dikhaskan untuk pembuatan dan menyediakan Bahagian Casting yang berkualiti dan berprestasi tinggi (bahagian logam die casting merangkumi terutamanya Pemutus Die-Thin-Wall,Pemutus Die Hot Chamber,Pemutus Dewan Sejuk, Perkhidmatan Pusingan (Die Casting Service,Pemesinan Cnc,Membuat acuan, Rawatan Permukaan). Sebarang pemutus die aluminium adat, magnesium atau pemutus zamak / zink dan syarat pemutus lain dipersilakan untuk menghubungi kami.

KEDAI SYARIKAT CASTING ISO90012015 DAN ITAF 16949

Di bawah kawalan ISO9001 dan TS 16949, Semua proses dilakukan melalui ratusan mesin die casting canggih, mesin 5 paksi, dan kemudahan lain, mulai dari blaster hingga mesin basuh Ultra Sonic. Minghe tidak hanya memiliki peralatan canggih tetapi juga memiliki profesional pasukan jurutera, pengendali dan pemeriksa yang berpengalaman untuk menjadikan reka bentuk pelanggan menjadi kenyataan.

CASTING DIE ALUMINIUM YANG KUAT DENGAN ISO90012015

Pengilang kontrak die casting. Keupayaan merangkumi bahagian pemutus aluminium ruang sejuk dari 0.15 lbs. hingga 6 lbs., penyusunan perubahan cepat, dan pemesinan. Perkhidmatan bernilai tambah merangkumi penggilap, getaran, deburring, peledakan tembakan, lukisan, penyaduran, pelapisan, pemasangan, dan perkakas. Bahan yang dikerjakan merangkumi aloi seperti 360, 380, 383, dan 413.

BAHAGIAN CASTING ZINC DIE SEMPURNA DI CHINA

Bantuan reka bentuk pemutus zink / perkhidmatan kejuruteraan serentak. Pengilang khas tuangan die zink ketepatan. Casting miniatur, coran die tekanan tinggi, tuangan acuan multi-slaid, coran acuan konvensional, die die unit dan die die bebas dan coran tertutup rongga boleh dihasilkan. Casting boleh dibuat dengan panjang dan lebar hingga 24 in. Dalam toleransi +/- 0.0005 in.

Pengilang pembuatan die cast magnesium dan acuan ISO 9001 2015

Pengilang die cast magnesium yang diperakui ISO 9001: 2015, Keupayaan merangkumi pemutus die magnesium bertekanan tinggi hingga 200 tan ruang panas & ruang sejuk 3000 tan, reka bentuk perkakas, penggilap, pengacuan, pemesinan, serbuk & lukisan cecair, QA penuh dengan keupayaan CMM , pemasangan, pembungkusan & penghantaran.

Perkhidmatan Casting Tambahan Minghe Casting-casting pelaburan dll

ITAF16949 diperakui. Perkhidmatan Casting Tambahan Termasuk pemutus pelaburan,pemutus pasir,Pemutus Graviti, Pemutus Buih yang Hilang,Pemutus Sentrifugal,Pemutus Vakum,Pemutus Acuan Kekal,. Keupayaan merangkumi EDI, bantuan kejuruteraan, pemodelan pepejal dan pemprosesan sekunder.

Industri Pemutus Bahagian Kes Kajian untuk: Kereta, Basikal, Pesawat, Alat muzik, Kapal air, Peranti optik, Sensor, Model, Peranti elektronik, Penutup, Jam, Mesin, Mesin, Perabot, Perhiasan, Jig, Telekomunikasi, Pencahayaan, Peranti perubatan, Perisian fotografi, Robot, Arca, Peralatan bunyi, Peralatan sukan, Perkakas, Mainan dan banyak lagi.