氨分解燃烧氮基烧结气氛的应用研究.pdfVIP

维普资讯 ．．I热加工技术 氨分解燃烧氮基烧结气氛的应用研究 湖南省机电研究院 (410004) 吴庆定 闵淑辉 胡子稳 湖南省机械研究所 (410007) 曾卫 【摘要】叙述1氨分解燃烧氮基烧结气氛的制奋原理与流程设计；探讨了它在烧结炉中的化学 效应；研究1它对铁基结构材料碳含量与性能的影响 {揭示1它用于粉末冶金铁基结构件烧结 时，在节能、降耗、资源利用、环保、安全等方面的优势特征与艘术经济价值 关■词 氨分解燃烧 氮基烧结气氛 应用价值 烧结气氛作为烧结工艺的主要参数之一，与烧 起着重要作用。同时N 的高密度(约为空气密度的 结碾度、烧结时间一起对烧结零件的最终性能与质 96 )有利于烧结妒获得 良好的密封。 量起着决定性的作用 H：和 H：O在铁基制品烧结过程中存在着一系 国内外用得较多的含75 H 的氪分解烧结气 列 的氧化、还原与脱碳反应，Fe—C材料与H ，H：O 氛(约ZoZ)，因不能控制烧结零件的含碳量而无法 间的反应有： 保证产品质量 {而用得最广泛的吸热型烧结气氛(约 Fe+H2O — FeO+H2 70 )受到的原料短缺的威胁正与 日俱增。氨分解燃 H2O+C— CO+H2 烧氮基烧结气氛与 “氮十分解氨 型氟基烧结气氛都 ． 2H2+C— CH。 ． 是氨分解烧结气氛的理想代用品。 3Fe+CH．一 Fe3C+2H： 经实践探讨，发现氨分解燃烧氮基烧结气氛不 显然，H 作为气氛中的活性物质，在烧结过程 仅产气设备投资，J、，维护费用低，而且节能、经济、安 中使金属氧化物还原的同时，可导致 Fe—C合金脱 全、可靠。通过准确计量调整气氛中舰，H 的比例， 碳。但氮分解燃烧氮基烧结气氨的H 含量调整极 可确保压坯中氧化物的还原，并保持制品化学成分 为灵活，其脱碳趋势可控，多年的应用实践表明，N： (碳含量)与性能的稳定一致。为此进行了深入系统 +2 ～5 H：的氨分解燃烧氮基烧结气氛不会使 的研究。 零件产生脱碳。气氛中的HO囡含量极小，实际脱 碳作用很弱。 产气原理与流程设计 气氛中的微量氧对烧结件不会产生有害的氧化 氨分解燃烧氮基烧结气氛是将氨气与合适比例 和脱碳反应 。 的空气混合后进行偿化分解燃烧，并经冷凝除水、吸 尽管由于各种各样的原因，有时炉内气体的实 附净化后形成的一种以氮为基的N。+H可控烧结 际含O ，HzO量高于 10ppm，但实践结果表 明，在氨 保护气氛。 分解燃烧氯基烧结气氛下仍然可以生产出质量满意 当氨分与空气混合比a一2．2～3．5时，成品气 的零件。 中含H。量为 1％ ，每公斤液氨对应的产气量 为 3．7～43m 应用研究分析 1．技术价值 气氛在烧结炉中的化学效应 1)对铁基结构材料碳含量的影响 侧备的氮基烧结气氛的露点可控制在一40℃～ 在氮分解燃烧氮基气氛中烧结的铁基结构件， 一 6o0C之间，其组成除N：，H：外尚存有 5 10ppm 表层有极轻的脱碳，其脱碳量低于氨分解气氛，与上 的H一 o“ 述化学反应分析相符。通过H含量与气氛露点的 N：是主要成分 ，呈中性，在烧结过程中不参