Роля на защитните газове при термичната обработка

Изборът на защитни газове се определя от процеса на термична обработка

Термичната обработка на стомана – представлява един от най-важните етапи в производството на машинни детайли. От необработената част до готовия продукт обикновено в отделните етапи на производство има няколко термични обработки. 

Температурата на процеса, скоростите на загряване и охлаждане оказват влияние върху структурообразуването, а с това и определят механичните свойства на детайла. Изборът на защитните газове има специално значение за свойствата на повърхността: по-конкретно при създаването на функционални слоеве съставът на околната атмосфера в комбинация с температурата на процеса оказва решаващо влияние върху очакваните свойства на повърхността на компонентите..

Различават се два вида технологични газове:

  • Защитните газове имат за задача да създадат газова среда, чрез която се предотвратяват нежелани реакции върху материала (окисление).
  • Реакционните газове имат за задача да създадат газова среда, чрез която да бъдат предизвикани желани реакции върху материала.

Закаляване и подобряване

Термичната обработка - закаляване и  подобряване води до повишаване на твърдостта

Термичната обработка, закаляване и подобряване служи за създаването на закалъчна структура (мартензит) чрез нарочно рязко понижаване на температурата. Използваните защитни и реакционни газове се определят в зависимост от използваните метални сплави и пещи.

Използвани защитни газове:

  • азот
  • водород
  • въглеводородни газове
  • азот и метанол  

Системи за захранване с газ:

  • Захранване с азот
  • Захранване с водород
  • Захранване с азот и метанол

Закаляване и нанасяне на слой, намаляващ триенето, в рамките на една работна стъпка

По време на процеса закаляване кратковременно оксидиране пести ресурси

Оксидирането при прилагане на патентованият процес в определени случаи (поради това, че не се използват допълнителни химически вещества) представлява евтина и щадяща околната среда алтернатива за нанасяне на покритие. Този процес обикновено се интегрира с процеса  закаляване и се спестява общо време.

Използвани защитни газове:

  • азот
  • водород

Системи за захранване с газ:

  • Захранване с азот 
  • Захранване с водород 

Закаляване и подобряване без повърхностно окисляване

Свеждането до минимум на повърхностното окисляване по време на процеса на закаляване е специално изискване към състава на защитните газове

При термичната обработка закаляване и подобряване може да се стигне до окисляване на някои легиращи елементи (напр. хром или манган) поради съдържащата кислород среда, в която се извършва процеса. 

Чрез използването на съобразени с материалите и пещите смеси от азот и водород или азот и въглеводороди стойността на дълбочината на повърхностното окисляване може да бъде намалена до < 5 μm. 

Използвани защитни газове:

  • азот
  • водород
  • въглеводороди 

Системи за захранване с газ:

  • Захранване с азот
  • Захранване с водород  

Повърхностно закаляване

При повърхностното закаляване повърхностиният слой се загрява до температури на аустенизация и поглъща въглерод от околната атмосфера. При рязкото охлаждане повърхността се закалява, образува се мартензит, докато вътрешността не се повлиява и запазва първоначалните свойства на метала.

Използвани защитни газове:

  • азот и метанол  
  • ендогаз

Системи за захранване с газ:

  • Захранване с азот
  • Захранване с водород
  • Захранване с азот и метанол

Нискотемпературна обработка (Криогенна обработка)

Нискотемпературната обработка се извършва при използване на охлаждащото действие на втечнен азот, поради което се използва и понятието „криогенна обработка“.

Нискотемпературната обработка след закаляването представлява изпитан и екологичен способ за отстраняване на остатъчния аустенит и за повишаване на твърдостта.

За криогенната обработка има на разположение различни инсталации, всички оборудвани с регулатори и управляващи елементи, които гарантират определени скорости на охлаждане и нагряване,за да се предотврати пукнатинообразуването.  

Нискотемпературните хладилни шкафове за зареждане отгоре са подходящи за изработване на единични части.

С камерите за охлаждане и нагряване, благодарение на вградените нагреватели, в една инсталация могат да се извършват както процеси на дълбоко преохлаждане, така и процеси на темпериране. Камерите могат да бъдат изработени по Ваши размери към мястото на зареждане и линиите на пещите. 

Азотиране/карбонитриране

Азотиращите слоеве се образуват поради натрупването на азотни атоми по повърхността на детайлите. В зависимост от концентрацията на азот те водят до образуване на различни железни нитриди. Когато по повърхността се натрупат азот и въглерод, се образува карбонитриран слой, който се състои от нитриди и карбиди. Като източник на азот се използва амоняк (NH3), а като източник на въглерод – въглероден диоксид (CO2) или въглероден оксид (CO).

Използвани защитни газове:

  • азот
  • водород
  • амоняк

Системи за захранване с газ:

  • Захранване с азот
  • Захранване с водород
  • Захранване с амоняк

Отгряване

Отгряването създава условията за последващата механична обработка

Отгряването се извършва преди последващата машинна обработка. Всички процеси свързани с отгряване  във въздушна атмосфера – водят до образуване на окисен слой и обезвъглеродяване на детайлите. 

По време на отграването съставът на газа се определя според използваната пещ, продуктите, процеса на термична обработка, както и изискванията към детайла. По принцип отгряването представлява междинна обработка и е предпочитано за употреба при тръбни и листови заготовки.

Използвани защитни газове:

  • азот
  • водород
  • въглеводороди
  • азот и метанол  
  • ендогаз
  • аргон

Системи за захранване с газ:

  • Захранване с азот
  • Захранване с водород
  • Захранване с азот и метанол

Синтероване

При синтероването отделните прахообразни материали се свързват един с друг и образуват окончателната част

 Синтероването представлява свързването на различни метали и техните съединения в едно цяло като отделните компоненти са в прахообразно състояние. Това е възможност за свързване на почти всички метали и техните сплави, включително карбиди и неметални структури.

Ако при изработването на заготовката се използва свързващо вещество, то трябва да бъде изхвърлено от нея в процеса на разпадане на свързването преди същинския процес на синтероване. 

Също толкова разнообразни, колкото и използваните изходни вещества, са и възможностите за допълнителна обработка. Гамата включва от отгряване през повърхностно закаляване до оксидиране на детайлите.

Преглед

Технологичните газове са безусловно необходими за повечето термични обработки. Изборът на вида и количеството на газовите компоненти се влияе от множество фактори. За да се открие най-подходящата от техническа и икономическа гледна точка газова смес за съответната задача, експертите по термична обработка на Air Liquide оценяват всички параметри в рамките на инспекцията на пещта и заедно с Вас ще интегрират най-доброто решение. 

Имате ли въпроси? Моля попълнете формуляра за контакт!

Нашите експерти ще ви се обадят в рамките на 24 часа!
Съгласен съм Air Liquide да използва предоставената от мен информация, за да се свърже с мен, да комуникира с мен и да обработи искането ми. Декларацията за защита на данните може да видите тук. Забележка: Можете да възразите срещу това използване от страна на Air Liquide по всяко време.