A) 氮化历史
在过去的几年里,随着机械工业的发展热处理工业技术有了很大提高以不断满足市场的需求。
特别是随着金属工具的发展,气体氮化得到了很快的发展。
由于气体氮化的低变形,越来越多的用户开始采用气体氮化代替传统的表面硬化和氰化。
现在,由于越来越多的材料采用氮化工艺(从40号钢到生铁、从H13钢到不锈钢),并且也不可能采用相同的热处理工艺。
如果这样的话,为保证质量就要求有更好的工艺来满足各种要求。根据我们掌握反对情况,热处理设备制造商和用户的技术人员都要求有相应的氮化生产线来满足不同的要求。为此。COFI集团开发研制了可满足用户各种要求的氮化生产线,并且成本并没有增加。
为了不断满足市场需求,我们研究发展了不同的氮化工艺,并可满足不同的要求。
在谈该技术之前,我们想说为什么我们做出这个选择。
首先对氮化做一个定义,氮化就是通过氮和工件中合金元素的结合在工件表面形成氮化物的过程。
我们已经指出,这些氮化物根据其不同结构和特性分成 "g""a""g"和"e"氮化物。不同的氮化物根据氮化物的含量赋予工件不同的机械性能。
简单的说,如果含有80%"g"氮化物,工件就很有弹性,但很软。另一方面,如果含有80%"e"氮化物,工件就很有脆,很硬。
更进一步来说,如果改变两种氮化物在工件表面的含量,你就必须根据你特殊要求来制定相应的氮化工艺。
在几年以前,这种观点还很少有人考虑,因为所有的氮化工艺几乎相同,并被用于这些工具,使用经验也证明结果和成功。
但在现在,我们能根据不同的需求制定不同的氮化工艺,并使氮化得到很快的发展。
B) “COFINIT”技术
“COFINIT”系统可控制任何氮化和氰化的以下气体的混合:氨气、氮气、一氧化二氮、二氧化碳、丙烷和吸热性气体。
该系统通过PC机、打印机、氨气和氢气分析仪、工艺控制面板和所有必须仪器来实现,并具有图形功能。
还可以通过相应软件来控制多台设备。
通过这设备还可调整和控制各种热化学参数,并立即得到各种数据。
各种数据可存到硬盘或软盘(通过PC机),可大大方便操作者。
也可以打印工艺报表,还可根据需要进行更改。
你可选择合适的氮化工艺或者设置(时间、温度、含量,等),这可通过PLC系统完成,该系统可避免任何编程错误。
为消除安全隐患,设备严格按照98/37/CEE安全标准进行设计和制造。设备具有安全控制系统可避免错误操作和其它问题并可以报警。
设备的可靠性还通过不间断电源、控制柜空调系统来保证。
此外,为对用户提供更好的服务,COFI集团可为用户提供“COFINIT”系统一个连接COFI实验室的软件,用户可通过电话线连接COFI技术部门,我们技术人员可随时提供任何帮助。这可保证用户不间断的生产。
C) 铝合金成型模具的气体氮化
铝合金成型模具的气体氮化和一般氮化有很大的不同,一般氮化材料一生只进行一次氮化处理。
一般氮化在32-72小时之间,深度为0,25÷0,40 mm。
如果该工艺用于铝合金成型模具,由于较低的氮化深度,模具很容易脆断并报废。
实际上,铝合金成型模具必须具有很高的硬度以保证铝合金的成型。
为保证质量,该模具必须采用短的工艺循环并保证高的硬度。
当氮化后的模具用旧后,可重新进行氮化,但在开始之前必须在碳酸水中并吹砂来**残余铝。
这种模具可重复处理10-14次直到用坏为止。
关于培训,可在用户工厂进行一周的培训,我们还提供操作手册,手册中有进一步的说明,你会了解到我们所知道的一切。这是我们从事铝合金成型模具行业20多年的经验。
根据我们了解和铝合金挤压市场和铝挤出机的要求,我们开发出相应的产品,特别在以下方面:
· 大规模生产
· 特殊的小批量生产
· 小尺寸(特殊或大批量生产)
· 随时的生产
运行
· 首先将材料放到料盘上。
· 材料被加热到工艺温度前,炉内通入0.5 Bars氮气。
· 当接近工作温度时,炉内通入0.5 Bars氨气。
· 当具备一定的化学/物理条件后,炉内氨气开始按以下反映进行可逆分解。
NH3 «N + 3/2H2
· 反应中氮原子能和金属表面的合金元素结合而形成氮化物,反应如下:
N + X ®NX
在此X代表合金元素(Fe, Cr,Mn,Mo, Al, 等.)
当保温时间达到后,氨气流量停止,氮气自动打开,加热循环停止冷却风机打开。
当接近 100°C时,控制面板会会出现报警信号,告诉用户工艺循环结束。
整个工艺时间(包括加热、保温和冷却)根据时间设置不同为12-16小时。
计算机可自动控制工艺气体流量和工艺循环。
各种流体特性
水:
设备应对橡胶垫和顶部马达进行冷却。为此应设置冷却循环水系统。
水应干净无可见颗粒,硬度在20° F以内.
如果我们不注意这些,冷却效果就会降低以致导致需冷却部件的损坏。
氨:
工艺中使用0.5 Bars 气体氨,在*高流量0.5Nm3/h 时,每一工艺循环大约消耗5÷6Nm3。这需要气体氨压力保持在从1Bar 到3 Bars之间。这可通过控制面板中的减压装置来实现。
通常情况下氨由20升气瓶储存,并以液体状态存在。
使用这些气瓶容量和19 Nm3气体氨气相当。
由于氨在进入设备之前必须挥发,在气瓶和设备之间有一个二级减压装置。
压缩空气:
用于气动阀门的使用。
此外,炉子还有两个气压缸用于炉盖的升起。
一般工厂压缩空气管道*小5 Bars,这就可满足炉子要求。在工艺循环中压缩空气消耗很小,但在装出炉时约消耗100升。
氮气:
在工艺中需要0.5 bar氮气,氮气在*大流量1Nm3/h时每一循环消耗约12÷15Nm3。
氮气压力保持在从1 Bar 到3Bars之间。这也可通过控制面板中的减压装置来实现。
一般情况下,氮气储存在40升的气瓶中,压力大约150Bars。容量大约6Nm3。
为使压力从150 Bars 到3Bars,在气瓶和设备之间装有一个二级减压装置。
甲烷(或丙烷)
在工艺气体排到大气以前可通过一个燃烧装置分解残余氨,氢气通过以下反应燃烧。
H2+½O2 ®H2O
这个燃烧装置由0.2 Bars 燃烧气体流量为1Nm3/h (可根据燃料确定,但必须保证15,000Kcal/h )为燃料。
燃料消耗可由流量乘工艺时间来计算。甲烷由以下计算:1Nm3/h X 14 h=14Nm3/cycle 。丙烷由以下计算:0.4Nm3/h X 14 h =5,6Nm3/cycle)。
系统不需要一个单独的隔离空间,因为并没有有害气体排出。
虽然如此,我们还是建议,系统应被放置在有大型门窗的房间,如有意外的氨气流入系统外,房间可保证好的空气交换。