A) 氮化歷史
在過去的幾年里,隨著機械工業的發展熱處理工業技術有了很大提高以不斷滿足市場的需求。
特別是隨著金屬工具的發展,氣體氮化得到了很快的發展。
由于氣體氮化的低變形,越來越多的用戶開始采用氣體氮化代替傳統的表面硬化和氰化。
現在,由于越來越多的材料采用氮化工藝(從40號鋼到生鐵、從H13鋼到不銹鋼),并且也不可能采用相同的熱處理工藝。
如果這樣的話,為保證質量就要求有更好的工藝來滿足各種要求。根據我們掌握反對情況,熱處理設備制造商和用戶的技術人員都要求有相應的氮化生產線來滿足不同的要求。為此。COFI集團開發研制了可滿足用戶各種要求的氮化生產線,并且成本并沒有增加。
為了不斷滿足市場需求,我們研究發展了不同的氮化工藝,并可滿足不同的要求。
在談該技術之前,我們想說為什么我們做出這個選擇。
首先對氮化做一個定義,氮化就是通過氮和工件中合金元素的結合在工件表面形成氮化物的過程。
我們已經指出,這些氮化物根據其不同結構和特性分成 "g""a""g"和"e"氮化物。不同的氮化物根據氮化物的含量賦予工件不同的機械性能。
簡單的說,如果含有80%"g"氮化物,工件就很有彈性,但很軟。另一方面,如果含有80%"e"氮化物,工件就很有脆,很硬。
更進一步來說,如果改變兩種氮化物在工件表面的含量,你就必須根據你特殊要求來制定相應的氮化工藝。
在幾年以前,這種觀點還很少有人考慮,因為所有的氮化工藝幾乎相同,并被用于這些工具,使用經驗也證明結果和成功。
但在現在,我們能根據不同的需求制定不同的氮化工藝,并使氮化得到很快的發展。
B) “COFINIT”技術
“COFINIT”系統可控制任何氮化和氰化的以下氣體的混合:氨氣、氮氣、一氧化二氮、二氧化碳、丙烷和吸熱性氣體。
該系統通過PC機、打印機、氨氣和氫氣分析儀、工藝控制面板和所有必須儀器來實現,并具有圖形功能。
還可以通過相應軟件來控制多臺設備。
通過這設備還可調整和控制各種熱化學參數,并立即得到各種數據。
各種數據可存到硬盤或軟盤(通過PC機),可大大方便操作者。
也可以打印工藝報表,還可根據需要進行更改。
你可選擇合適的氮化工藝或者設置(時間、溫度、含量,等),這可通過PLC系統完成,該系統可避免任何編程錯誤。
為消除**隱患,設備嚴格按照98/37/CEE**標準進行設計和制造。設備具有**控制系統可避免錯誤操作和其它問題并可以報警。
設備的可靠性還通過不間斷電源、控制柜空調系統來保證。
此外,為對用戶提供更好的服務,COFI集團可為用戶提供“COFINIT”系統一個連接COFI實驗室的軟件,用戶可通過電話線連接COFI技術部門,我們技術人員可隨時提供任何幫助。這可保證用戶不間斷的生產。
C) 鋁合金成型模具的氣體氮化
鋁合金成型模具的氣體氮化和一般氮化有很大的不同,一般氮化材料一生只進行一次氮化處理。
一般氮化在32-72小時之間,深度為0,25÷0,40 mm。
如果該工藝用于鋁合金成型模具,由于較低的氮化深度,模具很容易脆斷并報廢。
實際上,鋁合金成型模具必須具有很高的硬度以保證鋁合金的成型。
為保證質量,該模具必須采用短的工藝循環并保證高的硬度。
當氮化后的模具用舊后,可重新進行氮化,但在開始之前必須在碳酸水中并吹砂來**殘余鋁。
這種模具可重復處理10-14次直到用壞為止。
關于培訓,可在用戶工廠進行一周的培訓,我們還提供操作手冊,手冊中有進一步的說明,你會了解到我們所知道的一切。這是我們從事鋁合金成型模具行業20多年的經驗。
根據我們了解和鋁合金擠壓市場和鋁擠出機的要求,我們開發出相應的產品,特別在以下方面:
· 大規模生產
· 特殊的小批量生產
· 小尺寸(特殊或大批量生產)
· 隨時的生產
運行
· 首先將材料放到料盤上。
· 材料被加熱到工藝溫度前,爐內通入0.5 Bars氮氣。
· 當接近工作溫度時,爐內通入0.5 Bars氨氣。
· 當具備一定的化學/物理條件后,爐內氨氣開始按以下反映進行可逆分解。
NH3 «N + 3/2H2
· 反應中氮原子能和金屬表面的合金元素結合而形成氮化物,反應如下:
N + X ®NX
在此X代表合金元素(Fe, Cr,Mn,Mo, Al, 等.)
當保溫時間達到后,氨氣流量停止,氮氣自動打開,加熱循環停止冷卻風機打開。
當接近 100°C時,控制面板會會出現報警信號,告訴用戶工藝循環結束。
整個工藝時間(包括加熱、保溫和冷卻)根據時間設置不同為12-16小時。
計算機可自動控制工藝氣體流量和工藝循環。
各種流體特性
水:
設備應對橡膠墊和頂部馬達進行冷卻。為此應設置冷卻循環水系統。
水應干凈無可見顆粒,硬度在20° F以內.
如果我們不注意這些,冷卻效果就會降低以致導致需冷卻部件的損壞。
氨:
工藝中使用0.5 Bars 氣體氨,在*高流量0.5Nm3/h 時,每一工藝循環大約消耗5÷6Nm3。這需要氣體氨壓力保持在從1Bar 到3 Bars之間。這可通過控制面板中的減壓裝置來實現。
通常情況下氨由20升氣瓶儲存,并以液體狀態存在。
使用這些氣瓶容量和19 Nm3氣體氨氣相當。
由于氨在進入設備之前必須揮發,在氣瓶和設備之間有一個二級減壓裝置。
壓縮空氣:
用于氣動閥門的使用。
此外,爐子還有兩個氣壓缸用于爐蓋的升起。
一般工廠壓縮空氣管道*小5 Bars,這就可滿足爐子要求。在工藝循環中壓縮空氣消耗很小,但在裝出爐時約消耗100升。
氮氣:
在工藝中需要0.5 bar氮氣,氮氣在*大流量1Nm3/h時每一循環消耗約12÷15Nm3。
氮氣壓力保持在從1 Bar 到3Bars之間。這也可通過控制面板中的減壓裝置來實現。
一般情況下,氮氣儲存在40升的氣瓶中,壓力大約150Bars。容量大約6Nm3。
為使壓力從150 Bars 到3Bars,在氣瓶和設備之間裝有一個二級減壓裝置。
甲烷(或丙烷)
在工藝氣體排到大氣以前可通過一個燃燒裝置分解殘余氨,氫氣通過以下反應燃燒。
H2+½O2 ®H2O
這個燃燒裝置由0.2 Bars 燃燒氣體流量為1Nm3/h (可根據燃料確定,但必須保證15,000Kcal/h )為燃料。
燃料消耗可由流量乘工藝時間來計算。甲烷由以下計算:1Nm3/h X 14 h=14Nm3/cycle 。丙烷由以下計算:0.4Nm3/h X 14 h =5,6Nm3/cycle)。
系統不需要一個單獨的隔離空間,因為并沒有有害氣體排出。
雖然如此,我們還是建議,系統應被放置在有大型門窗的房間,如有意外的氨氣流入系統外,房間可保證好的空氣交換。