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关于连续烧结炉内气氛气体控制与稳定和不锈钢网带使用寿命延长
编辑:山东宇翔机械设备有限公司   时间:2020-02-24

  关于连续烧结炉内气氛气体控制与稳定和不锈钢网带使用寿命延长

  在MPIF的Powder Met 2011年会议上,Dr David Whittaker对这个问题进行了评述,现摘要如下:在粉末冶金零件生产中,烧结炉内保护气氛的控制与稳定是和烧结的产品质量相关的重大问题。

  1、关于将连续网带烧结炉内分区供给气氛气体的问题。在连续网带烧结炉。部分为(或段),烧结区及冷却区,各个区的气氛气体的主要作用不同。在预热区,主要是脱除润滑剂,因此需要的是氧化性气氛气体;在加热烧结区,需要的是用还原性气体还原粉末颗粒表面的氧化物;在冷却区,需要的气氛气体冷却速度率最高与防止烧结的零件氧化。因此,理想的气氛气体分布是,通入预热区的为湿度20%的或干燥氮气,通入加热区的为60%氮+40%氢的混合气体,而通入冷却区的是干燥氮气为20%的气体。这种型式的分区供给气氛有助于总的气体流动最小化,同时,可将氢集总于最需要处。

  2、炉子进出口防空气进入的隔离帘设计。为了防止在出口空气进入,通常都采用氮气隔离帘。一般设计的氮气帘都会沿着炉子的出口宽度形成横向的薄氮气气流层,其可起着阻碍空气进入炉内的作用,但并不阻碍零件的通过。一种适用的设计是可旋转的氮气喷射器。

  在炉子出口也可采用纤维帘。由多排细绞合线制造的排列类似拖布的隔离帘,可减小热损失,使氧的渗入最小化,并可使零件大量出炉。使用较柔性的隔离帘的好处在于,纤维可紧挨着零件,不会产生可看出的缝隙。炉子出口的防止炉内气氛气体外泄的实际隔离帘,有助于改善所需气氛气体向炉子进口端流动。通常,80%的气体流动应该和零件移动的方向相反,以使还原性气氛气体和零件的相互作用最大化。

  在炉子进口不能采用纤维帘,这是因为在这里氢与润滑剂蒸气的燃烧会招致高温。而在进口处采用火焰帘证明是有效的。一种特 别有效的设计是将火焰帘设置在炉门底下,使火焰向下喷出,以形成-一个垂直平面,将炉子进口的整个横断面遮住。

  3、烧结炉气氛分区设置的问题。. 上面提到,烧结炉内大体上分为预热区,加热(或烧结)区及冷却区,在各个区,对气氛气体的要求是不同的,按照化学反应,气氛气体中的任何氧和氢都是处于平衡状态的,如下列反应式所示: 2HO < ---- > 2H.+02 。

  知道了这个反应在广大温度范围内的平衡常数,就能利用氧化锆基的氧探测头控制炉内气氛气体的组成。一种 流行的控制算法是,根据测定的氧化/还原电位,可调节氢和/或氧化零件的流率,从而使炉子的各个区的气氛气体都保持在所需要的还原或氧化电位。

  4、排气罩的设计。往往将烧结炉二端的排气罩,向下延伸到像炉子的马弗的连续部分一样。这种设计在使炉内的气氛气体保持稳定方面会产生问题,因为排气罩抽力的任何波动,都会使炉内气氛的分布发生变化。较稳妥的设计是,将排气罩和炉子的马弗分隔开,从而可使室内的一些空气和气氛气体一起上升到通气口。这种分隔开的排气罩对炉内气氛气体的吸力作用较小。


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