O control da atmosfera durante o proceso de sinterizado do aceiro sinterizado e o seu rendemento

Atmosfera sinterizadora e a súa selección

Se só se ten en conta a sinterización de aceiro que contén carbono, a atmosfera de sinterización utilizada na industria da metalurxia do po é hidróxeno, nitróxeno, nitróxeno + hidróxeno (potencial de carbono ou sen potencial de carbono), descomposición de amoníaco, gas endotérmico, gas endotérmico + nitróxeno, síntese Para o gas e o baleiro, a selección correcta da atmosfera de sinterización require a comprensión das características e o rendemento de varias atmosferas de sinterización e a selección de acordo cos principios de garantir a calidade e reducir os custos.

O hidróxeno é unha forte atmosfera redutora. Moita xente cre que o hidróxeno ten un certo efecto de descarburación, pero isto depende en gran medida da pureza do hidróxeno usado e non do propio hidróxeno. Xeralmente, o hidróxeno despois da electrólise ou a conversión catalítica contén unha certa cantidade de gas de impureza, como H2O, O2, CO e CH4, etc., ás veces a cantidade total pode chegar ao 0.5%. Polo tanto, o mellor é secalo e purificalo antes do seu uso para reducir o seu contido de osíxeno e o punto de orballo. Non obstante, debido ao alto prezo do hidróxeno, o hidróxeno puro raramente se usa como atmosfera de sinterización a non ser que haxa motivos especiais.

O nitróxeno é un gas inerte seguro e barato, pero debido a que o nitróxeno puro non ten reducibilidade á temperatura de sinterización, o nitróxeno puro raramente úsase como atmosfera de sinterización na produción de aceiro tradicional para a metalurxia do po. Nos últimos anos, a medida que o custo da purificación de nitróxeno diminuíu e a estanqueidade do forno de sinterización mellorou, o nitróxeno tamén comezou a usarse como atmosfera de sinterización para sinterizar aceiro que contén carbono.

Nos últimos anos, a mestura de nitróxeno-hidróxeno empregouse cada vez máis na sinterización de aceiro carbono. O nitróxeno / hidróxeno úsase normalmente entre 95 / 5-50 / 50. Esta mestura ten un certo grao de reducibilidade e o punto de orballo pode alcanzar por debaixo de -60 ℃, polo xeral, hai que engadir unha certa cantidade de CH4 ou C3H8 para manter un certo potencial de carbono ao usar este gas a 1050-1150 ℃, mentres se sinteriza o aceiro carbono superior a 1250 ℃ non precisa controlar o potencial de carbono. Esta mestura pódese usar para sinterizar aliaxes a base de ferro que conteñen cromo por baixo de 1120 ° C sen oxidación.

O amoníaco descomposto prodúcese descompondo gas amoníaco a través dun catalizador quente, incluído o 75% de H2 e o 25% de N2. Pero en xeral, unha pequena cantidade de moléculas de amoníaco non descompostos permanecen sempre no amoníaco descomposto. Cando están en contacto con metal quente a altas temperaturas, descompoñeranse en átomos de hidróxeno e nitróxeno altamente activos, nitrurando así o metal. Estudos recentes demostraron que, se se controla correctamente, a sinterización de AstaloyCrM a 1120 ° C descomporá e amoniacará a mestura 90N2 / 10H2 cunha maior reducibilidade. A principal razón é que estes átomos de hidróxeno activos que acaban de descompoñerse durante o proceso de sinterización son máis eficaces que 90N2 / O hidróxeno do gas mixto 10H2 ten unha reducibilidade máis forte e pode reducir efectivamente a capa de óxido fóra das partículas de AstaloyCrM. Para purificar e descompoñer o amoníaco, pode pasalo por auga e secalo ou usar alúmina activada ou peneira molecular para eliminar o resto de amoníaco.

O gas endotérmico é un tipo de gas mixto obtido mesturando gas hidrocarbonado (CH4 ou C3H8) con aire nunha determinada proporción, precalentándose a 900-1000 ° C e converténdose catalíticamente por catalizador de óxido de níquel. Dependendo da relación aire-gas carbón, o proceso de conversión vai acompañado de reaccións endotérmicas ou exotérmicas. O gas mixto resultante chámase gas endotérmico ou gas exotérmico, e a reacción pode ser a seguinte:

CmHn+m(O2+3.774N2)—mCO+n/H2+1.887mN2

Se a reacción anterior debe realizarse por completo, é dicir, todo o C en CmHm acaba de reaccionar con O2 no aire, o aire / gas requirido debería ser m / 2 (1 + 3.774), que é de 2.387m. Por exemplo, se o gas hidrocarbonado usado é CH4, o aire / gas requirido debería ser de 2.387 e o gas mixto producido neste momento inclúe un 40.9% de H2, un 38.6% de N2 e un 20.5% de CO. Despois da reacción, o gas mixto contén H2 O contido de CO e CO diminúe co aumento de aire / gas, pero o contido de H2O e CO2 aumenta. Tamén mostra que o potencial de carbono no gas mixto despois da reacción diminúe co aumento de aire / gas e aumenta o rendemento de oxidación. Esta é tamén a principal razón pola que o gas exotérmico raramente se usa cando se sinteriza aceiro que contén carbono e a maioría do gas endotérmico.

En xeral, o gas mixto producido por aire / gas entre 2.0-3.0 chámase gas quente de absorción e o gas mixto producido cando a relación é maior que 5.0 chámase gas exotérmico. A relación entre o punto de orballo do gas endotérmico producido con CH4 como materia prima e o aire / gas mostra que o aire / gas só sube de 2.4 a 2.5 e o punto de orballo do gas mixto producido aumenta de -25 ° C a superior a 0 ° C. Polo tanto, se os usuarios producen gas endotérmico por si mesmos, deberían prestar especial atención ao control da relación aire / gas nas materias primas (preferentemente non máis de 2.4) para obter gas endotérmico cun punto de orballo suficientemente baixo. No gas mesturado despois da reacción, a proporción dos diferentes gases corresponde á relación ao final da reacción, que xeralmente é (1000-1100 ° C).

Despois da reacción, se cambia a temperatura do gas, cambiará o potencial de carbono do gas mesturado, o punto de orballo e a relación de diferentes gases. Moitos fabricantes de metalurxia do po utilizan un xerador de gas exotérmico para subministrar a atmosfera de sinterización necesaria para varios fornos de sinterización ao mesmo tempo a través do gasoduto. A temperatura da atmosfera reduciuse antes de chegar ao forno de sinterización. . Se o illamento do gasoduto non é bo e a temperatura da parede do gasoduto é inferior a 800 ° C, entón unha parte do carbono do gas mixto depositarase na parede do gasoduto en forma de negro de carbono. Noutras palabras, cando o gas mesturado se recalienta á temperatura de sinterización no forno de sinterización, a súa calor de carbono é moito menor que o potencial de carbono que o xerador de gas endotérmico pode proporcionar.

Neste caso, débese engadir unha cantidade adecuada de metano ou propano ao forno de sinterización para garantir o potencial de carbono no forno. Agora algúns fabricantes estranxeiros de metalurxia do po comezaron a instalar un pequeno xerador de gas endotérmico ao lado de cada forno de sinterización e usan o gas endotérmico que acaba de producirse directamente no forno de sinterización sen arrefriar, para evitar afectar a atmosfera de sinterización debido aos cambios de temperatura. . . Outro punto a lembrar é que aínda co efecto catalítico do catalizador de óxido de níquel, unha pequena cantidade de gas hidrocarbonado (CH4 ou C3H8, etc.) permanece no gas mixto obtido despois do transporte. Ademais, entre os gases a 900-1100 ℃ Despois de que a reacción alcance o equilibrio, producirase unha pequena cantidade de CO2 e H2O (gasoso), que deben secarse antes do seu uso.

A adición de nitróxeno ao gas endotérmico pode reducir o contido relativo de CO, CO2 e H2O no gas endotérmico, para amortiguar a sensibilidade da atmosfera ao potencial de carbono e ao punto de orballo e facilitar algúns coeficientes de correlación na atmosfera de sinterización. controlar.

O gas sintético é un método proposto polos fabricantes estranxeiros de fornos de sinterización nos últimos anos para xerar (diluír) directamente gas endotérmico no forno de sinterización (sen necesidade dun xerador de gas endotérmico fóra do forno). Mestura alcol metílico gaseoso e nitróxeno nunha determinada proporción e logo pásao directamente ao forno de sinterización. Na zona de sinterización de alta temperatura produciranse as seguintes reaccións:

CH3OH — CO + 2H2

Debido a que a proporción de CO e H2 no gas descomposto é igual á relación do gas endotérmico producido polo método habitual con CH4, e o nitróxeno mixto pódese combinar para sintetizar unha atmosfera mixta coa mesma composición que o gas endotérmico (1 L O metano corresponde a 1.05 nm3 de nitróxeno). A súa maior vantaxe é que non precisa un xerador de gas endotérmico fóra do forno. Ademais, os usuarios poden mesturar diferentes cantidades de nitróxeno gas para producir gas endotérmico diluído segundo os seus propios requirimentos.

O baleiro tamén é unha especie de atmosfera de sinterización, que se usa principalmente para sinterizar aceiro inoxidable e outros materiais, pero non se usa habitualmente para sinterizar aceiro carbono.

Propiedades físicas da atmosfera de sinterización

A maioría dos papeis e informes sobre a atmosfera de sinterización discuten principalmente sobre o comportamento químico entre diferentes atmosferas de sinterización e o corpo sinterizado durante o proceso de sinterización, pero raramente discuten a influencia das propiedades físicas de diferentes atmosferas sobre a sinterización, aínda que este efecto non é en moitos casos. ser ignorado. Por exemplo, a diferenza de viscosidade do gas provocará o gradiente de concentración química do corpo sinterizado desde a superficie ata o interior ao longo da abertura, afectando así ás propiedades superficiais do corpo sinterizado. Por outro exemplo, a capacidade térmica e a condutividade térmica de diferentes gases inflúen moito no tempo de sinterización e na velocidade de arrefriamento. Esta sección enumera as principais propiedades físicas dalgunhas atmosferas de sinterización a diferentes temperaturas (ao redor da temperatura de sinterización) para referencia dos lectores.

Exemplos de problemas relacionados coa atmosfera durante a sinterización

1 Exemplos de fisuras na superficie das pezas durante a depilación

Cando se usa un forno de sinterización de cinta de malla e o gas endotérmico como atmosfera de sinterización, se a taxa de subida de temperatura e a atmosfera na zona de depilación non están ben controladas, producirase a fisuración da superficie. Moita xente pensa que este fenómeno se debe á rápida descomposición do lubricante. É causado, pero non é así. A verdadeira razón é que o monóxido de carbono do gas endotérmico descomponse en carbono sólido e dióxido de carbono no intervalo de temperaturas de 450 a 700 ℃ baixo a catálise de ferro, níquel e outros metais. É o carbono sólido recentemente depositado nos poros do corpo sinterizado que expande o seu volume e provoca o mencionado fenómeno de fisuración superficial.

A calidade das pezas varía coa temperatura durante o proceso de sinterización en diferentes atmosferas. Entre eles, a atmosfera 3 é gas carbón endotérmico seco e as atmosferas 4 e 5 son gas carbón endotérmico engadido con diferentes cantidades de vapor de auga. Pódese ver que durante o proceso de sinterización, a calidade das pezas comeza a diminuír a uns 200 ° C, o que significa que o lubricante sólido no seu interior está continuamente descomposto e reborda o corpo de sinterización, reducindo a súa calidade. Por suposto, se non hai lubricante sólido no po mesturado, o fenómeno anterior non existe. Se se utilizan as tres atmosferas anteriores, canto máis seca sexa a atmosfera da calidade do corpo sinterizado a uns 450 ° C, máis grave será este fenómeno.

Pero o interesante é que cando se usa o gas 3 (gas endotérmico seco), a fisuración superficial prodúcese independentemente da presenza de lubricantes sólidos, o que indica que non está directamente relacionado coa depilación e nas fendas hai gas rico en carbono. Fenómeno, podemos afirmar a corrección da explicación anterior.

Hai varias maneiras de evitar a aparición do fenómeno de cracking mencionado anteriormente. O máis directo é cambiar a atmosfera de sinterización de gas endotérmico a mestura de hidróxeno-nitróxeno sen rachar liñas rotas. Se a atmosfera de sinterización non se pode cambiar, hai dous métodos. Unha delas é soprar parte do gas endotérmico que contén vapor de auga na zona de depilación do forno de sinterización. Non obstante, este método é difícil obter un control estable no funcionamento real.

O control do fluxo de aire do forno de sinterización non é bo e o fenómeno da alta atmosfera de punto de orballo que entra na zona de sinterización pode afectar á calidade da sinterización. O segundo e mellor método é aumentar a velocidade de quecemento das pezas na zona de depilación do forno de sinterización para que pase 450 canto antes. Na zona onde se produce a fisuración a -600 ° C, a chamada depilación rápida adoita deseñarse para este fenómeno.

2 Exemplo de sinterización AstaloyCrM

O cromo metálico úsase amplamente no aceiro aliado debido ao seu baixo prezo e bo efecto fortalecedor. Non obstante, o aceiro sinterizado que conteña cromo atopará moitos problemas no seu proceso de produción. Unha delas é a produción de po de ferro que contén cromo, que debe someterse a un rigoroso proceso de atomización e redución do recocido para obter po de materia prima con menor contido de osíxeno e carbono. .

Honganas AB de Suecia é actualmente o único fabricante do mundo que pode producir este po en po a baixo custo. A segunda é que, aínda que se poida obter po de ferro que conteña cromo de alta calidade, se a sinterización e a temperatura media, especialmente a atmosfera de sinterización, non se poden controlar ben, será máis probable que se oxide durante a sinterización e a oxidación e o rendemento de sinterización reducirase.

Os cálculos termodinámicos e un gran número de experimentos demostraron que se o gas endotérmico se usa como atmosfera de sinterización de AsaloyCrM, os requisitos de sinterización non se poden cumprir aínda que o punto de orballo sexa moi baixo.

Noutras palabras, só se pode usar mestura de hidróxeno puro ou hidróxeno-nitróxeno para a sinterización de AsaloyCrM. Na actualidade utilízanse a maioría destes últimos. , A proporción de hidróxeno representa entre o 5% e o 20%. Lémbraselle ao lector non só para garantir a composición da atmosfera de sinterización, senón tamén para garantir a calidade da atmosfera de sinterización.

A chamada calidade refírese aquí ao grao de oxidación na atmosfera de sinterización, que xeralmente é calibrado pola presión parcial de osíxeno na atmosfera. Cando se sinteriza a 1120 ℃, se a presión parcial de osíxeno na atmosfera é inferior a 1 × 10-14Pa, a oxidación non se producirá durante o proceso de sinterización.

Cando se baixa a temperatura, para evitar a oxidación, é necesario que a presión parcial de osíxeno na atmosfera sexa incluso baixa. Tamén pode garantir que o AsaloyCrM sinterizado a 1125 ℃ non se oxide a 1 × 10-14Pa. Os datos experimentais confirmaron o cálculo anterior.

Mantén a fonte e o enderezo deste artigo para reimprimilos: O control da atmosfera durante o proceso de sinterizado do aceiro sinterizado e o seu rendemento

Minghe Compañía de Fundición a Presión dedícanse á fabricación e proporcionan pezas de fundición de calidade e alto rendemento (a gama de pezas de fundición a presión de metal inclúe principalmente Fundición a presión de parede delgada,Fundición a cámara quente,Fundición a cámara fría), Servizo redondo (servizo de fundición a presión,Cnc mecanizado,Fabricación de moldes, Tratamento de superficie). Calquera requirimento de fundición a presión de aluminio, magnesio ou fundición de Zamak / cinc e outros requisitos de fundición son benvidos para poñerse en contacto connosco.

Baixo o control de ISO9001 e TS 16949, todos os procesos lévanse a cabo a través de centos de máquinas de fundición a presión avanzadas, máquinas de 5 eixes e outras instalacións, que van dende as blasters ata as lavadoras Ultra Sonic. Minghe non só ten equipos avanzados senón que tamén ten profesionais equipo de enxeñeiros, operadores e inspectores experimentados para facer realidade o deseño do cliente.

Fabricante por contrato de pezas fundidas. As capacidades inclúen pezas de fundición de aluminio a cámara fría de 0.15 libras. ata 6 libras, configuración rápida de cambio e mecanizado. Os servizos de valor engadido inclúen o pulido, vibración, desbarbado, granallado, pintura, revestimento, revestimento, montaxe e ferramentas. Entre os materiais traballados inclúense aliaxes como 360, 380, 383 e 413.

Servizos de enxeñaría simultánea de asistencia ao deseño de fundición por cinc. Fabricante a medida de pezas de fundición de cinc de precisión. Pódense fabricar pezas fundidas en miniatura, pezas fundidas de alta presión, pezas de molde de varias diapositivas, pezas de molde convencionais, pezas de moldaxe de pezas individuais e pezas de fundición independentes e pezas de fundición seladas. As pezas fundidas pódense fabricar en lonxitudes e anchuras de ata 24/0.0005 polgadas +/- XNUMX polgadas de tolerancia.  

Fabricante certificado ISO 9001: 2015 de magnesio fundido a presión, as capacidades inclúen fundición a presión de magnesio de alta presión ata cámara quente de 200 toneladas e cámara fría de 3000 toneladas, deseño de ferramentas, pulido, moldeado, mecanizado, pintura en po e líquido, QA completo con capacidades CMM , montaxe, embalaxe e entrega.

Certificado ITAF16949. Inclúe servizo de fundición adicional fundición de investimento,fundición de area,Fundición por gravidade, Fundición de escuma perdida,Fundición centrífuga,Fundición ao baleiro,Fundición permanente de moldesAs capacidades inclúen EDI, asistencia en enxeñaría, modelado sólido e procesamento secundario.

Industrias de fundición Estudos de casos de pezas para: coches, bicicletas, avións, instrumentos musicais, motos acuáticas, dispositivos ópticos, sensores, modelos, dispositivos electrónicos, caixas, reloxos, maquinaria, motores, mobles, xoias, discos, telecomunicacións, iluminación, dispositivos médicos, dispositivos fotográficos, Robots, esculturas, equipos de son, equipos deportivos, ferramentas, xoguetes e moito máis. 

Que podemos axudarche a facer a continuación?

∇ Ir á páxina de inicio para China Fundición a Presión

By Fabricante de fundición a presión Minghe | Categorías: Artigos útiles |material tags: Fundición de aluminio, Fundición de cinc, Fundición de magnesio, Fundición de titanio, Fundición de aceiro inoxidable, Fundición de latón,Fundición de bronce,Emisión de vídeo,Historia da empresa,Fundición en aluminio | Comentarios desactivados