《热处理设备》___可控气氛炉

可控气氛热处理炉的分类及特点可控气氛热处理炉是一种广泛应用于金属加工行业的设备，它能够在特定的气氛条件下对金属工件进行热处理。

这种炉子具有多种不同的分类和特点。

以下是对可控气氛热处理炉的分类和特点的详细介绍。

一、分类1. 气氛控制方式分类（1）气氛控制方式分为氧化性气氛热处理炉和还原性气氛热处理炉两种。

氧化性气氛热处理炉主要用于表面处理工艺，如碳化、氮化等。

其主要特点是在炉内通入氧化性气体，如氧气、二氧化碳等，以实现对金属工件表面的氧化反应。

这种炉子适用于提高工件表面强度和硬度等特性。

还原性气氛热处理炉主要用于去除金属工件表面的氧化物，并降低工件中的氧含量。

其主要特点是在炉内通入还原性气体，如氨气、氢气等，以实现对金属工件表面的还原反应。

这种炉子适用于净化金属表面和提高金属材料的纯度。

（2）还可以根据气氛控制的方式分为氧气控制热处理炉、氮气控制热处理炉、氢气控制热处理炉等。

氧气控制热处理炉主要通过控制炉内氧气的流量和浓度，来实现不同氧化反应的控制。

这种炉子适用于表面氧化处理和改变金属工件的表面化学性能。

氮气控制热处理炉主要通过控制炉内氮气的流量和浓度，来实现不同氮化反应的控制。

这种炉子适用于表面氮化处理和提高材料硬度。

氢气控制热处理炉主要通过控制炉内氢气的流量和浓度，来实现还原反应的控制。

这种炉子适用于表面还原处理和净化金属表面。

2. 加热方式分类（1）电阻加热热处理炉：主要通过电阻加热的方式来提供炉内的热源，通过控制电阻丝的加热功率和电流，来控制炉内温度的升降。

这种炉子具有加热速度快、温度均匀性好、控制精确等特点。

（2）燃气加热热处理炉：主要通过燃气燃烧产生的高温气体来提供炉内的热源，通过控制燃气的气流量和燃烧器的火焰强度，来控制炉内的温度。

这种炉子具有操作简便、适用范围广等特点。

3. 结构形式分类（1）箱式热处理炉：是一种常用的结构形式，工作室呈箱体形状，炉门位于炉的一侧或两侧，可以方便地进行工件的装卸。

可控气氛热处理炉的分类及特点可控气氛热处理炉是一种能够控制炉内气氛的热处理设备。

根据不同的气氛控制方式和热处理要求，可控气氛热处理炉可以分为几个不同的分类。

下面将对可控气氛热处理炉的分类及其特点进行详细介绍。

首先，可控气氛热处理炉可以根据其气氛控制方式进行分类。

根据气氛控制方式的不同，可控气氛热处理炉可以分为氧化还原型、氧化型和还原型等。

氧化还原型可控气氛热处理炉是指在热处理过程中，通过调整炉内气氛的氧化还原性质来控制金属材料的表面氧化程度。

这种炉型适用于要求金属材料表面具有一定化学成分的热处理工艺，比如淬火时要求金属材料表面生成一定厚度的氧化层，以提高材料的硬度和耐磨性。

氧化型可控气氛热处理炉是指在热处理过程中，通过向炉内通入含氧气体，使金属材料表面发生氧化反应，形成一定厚度的氧化层。

这种炉型适用于要求金属材料表面具有一定化学成分的热处理工艺，比如淬火时要求金属材料表面生成一定厚度的氧化层，以提高材料的抗腐蚀性能。

还原型可控气氛热处理炉是指在热处理过程中，通过向炉内通入还原性气氛，使金属材料表面发生还原反应，减少氧化层的厚度。

这种炉型适用于要求金属材料表面减少氧化层的厚度的热处理工艺，比如退火工艺中，需要减少金属材料表面的氧化层，提高材料的延展性。

其次，可控气氛热处理炉还可以根据其热处理方式进行分类。

根据热处理方式的不同，可控气氛热处理炉可以分为单一热处理炉和多工位热处理炉两种。

单一热处理炉是指只能进行一种热处理工艺的炉型，适用于只有一个热处理工艺的情况。

这种炉型结构简单，操作方便，但灵活性较差，适用性较窄。

多工位热处理炉是指可以同时进行多种热处理工艺或者依次进行多种热处理工艺的炉型。

这种炉型具有较高的灵活性，可以满足不同类型的热处理需求，提高热处理效率。

但由于结构复杂，操作相对复杂。

最后，可控气氛热处理炉还可以根据其加热方式进行分类。

根据加热方式的不同，可控气氛热处理炉可以分为电加热型、燃气加热型和其他非电和燃气加热型等。

可控气氛热处理炉渗碳第一节：渗碳的背景和意义渗碳是一种热处理方法，通过在金属表面引入碳元素，可以提高金属的硬度和耐磨性，从而延长其使用寿命。

可控气氛热处理炉是一种常用的设备，用于实现渗碳过程中的各种工艺控制，以保证最佳的处理效果和品质。

第二节：渗碳工艺的控制为了获得理想的渗碳效果，可控气氛热处理炉需要在渗碳过程中对温度、气氛成分和保持时间进行精确的控制。

首先，温度的控制是非常重要的，不同材料需要不同的温度才能达到最佳的渗碳效果。

其次，气氛成分的控制也是至关重要的，不同的气氛成分会对渗碳产生不同的影响，需要根据具体要求进行调整。

最后，保持时间的控制也是必要的，过长或过短的保持时间都会影响渗碳效果。

第三节：可控气氛热处理炉的优势相比于传统的热处理方法，可控气氛热处理炉具有许多优势。

首先，它可以实现精确的温度控制，确保渗碳的均匀性和一致性。

其次，可控气氛热处理炉可以提供多种气氛选择，以满足不同材料和工艺的要求。

此外，该炉还具备较高的生产效率和能源利用率，可以大幅提高生产效益。

第四节：可控气氛热处理炉的应用领域可控气氛热处理炉广泛应用于各个领域，特别是汽车制造、航空航天和机械制造等行业。

在汽车制造中，可控气氛热处理炉被用于对发动机零部件进行渗碳处理，以提高其耐磨性和使用寿命。

在航空航天领域，该炉可用于对航空发动机叶片等关键零部件进行渗碳强化，以提高其耐高温和抗疲劳性能。

在机械制造中，可控气氛热处理炉被广泛应用于各种工具和模具的制造过程中。

第五节：渗碳热处理的前景和挑战随着科技的不断进步，可控气氛热处理炉在渗碳热处理领域的应用前景广阔。

然而，也面临一些挑战。

首先，渗碳过程中的工艺参数和气氛成分的控制仍然是一个复杂的问题，需要进一步的研究和改进。

其次，渗碳过程中可能会产生一些有害物质，对环境造成污染，需要寻找更环保的替代方法。

最后，炉内温度的均匀性和一致性也是一个需要解决的问题，以保证渗碳效果的一致性。

结语：可控气氛热处理炉渗碳是一种重要的热处理方法，通过精确的温度、气氛成分和保持时间控制，可以实现理想的渗碳效果。

什么是可控气氛炉?为了防止加热工件在自然气氛的热处理炉中被氧化、脱碳和烧损，将一定的可控气氛通入炉膛内，使加热工件表面的成分不改变或者朝着期望的方向变化(如实现化学热处理)，这种通了可控气氛的热处理炉简称可控气氛炉。

可控气氛的种类很多，按其制备方法，大致分为四大类：(1)原料气制备的可控气氛。

1.吸热式气氛。

采用液化石油气或天燃气等原料气，与空气按原子碳、氧为混合，送入装：育催化剂的，由外部供热的反应罐反应所制得的气氛，以丙烷为例：吸热式气氛的成分与原料气种类有关，大致为：20％～24％CO，30％～41％H2，这种气氛主要用于气体渗碳、气体软氮化和碳氮共渗，也可用于一些钢种的保护加热。

2.放热式气氛。

原料气与空气在燃烧空气系数小于1的条件下进行不完全燃烧，其燃烧产：物经冷却除水后制得的，当空气量较小，制得气氛中还原性组分CO、H2含量较高(各约占6％一14％)的，称为浓型放热式气氛；而当空气较多，所得气氛中C02含量就较高(10％一12％)，这是淡型放热式气氛。

浓型放热式气氛主要用于毛坯料和一般工件的保护加热，淡型放热式气氛主要用于铜及铜合金(不含锌)的光亮热处理。

3.净化放热式气氛。

将放热式气氛经沸石分子筛净化，除去C02和H20而制得，广泛用于各类钢制工件的保护加热。

4.氨分解气和氨燃烧气。

将氨气通入有催化剂的反应罐内，在一定温度下分解所制得的虐气氛叫氨分解气。

如将氨气与空气混合燃烧，经冷却干燥除水所制得的气叫氨燃烧气氛。

这两种气氛主要成分是N2和H2，不含碳，因此特别适合低碳不锈钢、镍铬合金、硅钢片等的光亮热处理。

(2)分离空气制取氮基气氛。

氮气是一种资源丰富，对环境污染小的气氛，因此，氮基气氛热处理得到很大发展。

通常，氮气是靠空气分离技术从空气中分离出来的。

近年来已获应用的该技术主要有：1.深冷空分法。

将空气液化，利用氮、氧沸点不同，分馏出氮的一种方法，经改进后的制氮机可使其纯度达99．9％以上。

第一单元热处理设备基础模块一筑炉材料主要的筑炉材料有砌筑炉衬所用的耐火材料、隔热材料（或称绝热材料、保温材料）、制作炉底板和炉罐的耐热钢。

耐火材料凡能够抵抗高温，并能承受高温物理和化学作用的材料，称为耐火材料。

热处理炉对耐火材料的性能要求：1有足够的耐火度。

指耐火材料受热后软化到一定程度时的温度，但并不是它的熔点。

根据耐火度的高低，耐火材料可分为普通耐火材料（耐火度为1580~1700℃）、高级耐火材料（耐火度为1770~2000℃）和特级耐火材料（耐火度大于2000℃）。

2有一定的高温结构强度。

高温结构强度用荷重软化点来评定，荷重软化点是指式样（尺寸为φ36*50mm）在一定压力（0.2MPa）条件下，以一定的升温速度加热，测出试样开始变形（变形量为原试样的0.6%）的温度，此温度叫改耐火材料的荷重软化点开始点。

3高温化学稳定性好。

4有良好的耐急冷急热性。

5高温下的体积稳定性。

热处理炉常用的耐火材料及应用：1粘土质耐火材料（重质砖）2轻质（轻质砖）与超轻质耐火材料3高铝质耐火材料4刚玉制品5硅酸铝耐火纤维6耐火混凝土，与耐火砖相比，耐火混凝土的优点是：可在现场直接制造，取消了复杂的烧结工序：具有可塑性和整体性，忧虑与复杂制品的成型；较耐火砖砌炉及修炉的速度快，加强了炉体的整体性，寿命长。

热处理炉常用的耐火混凝土有以下几种：（1）铝酸盐耐火混凝土（2）磷酸盐耐火混凝土（3）水玻璃耐火混凝土隔热材料工程上把导热率小于0.23W/( m*℃)的材料成为隔热材料。

隔热材料的主要性能特点是热导率低、体积密度小、比热小等。

硅藻土、蛭石、矿渣棉、石棉、珍珠岩、其他筑炉材料耐火泥、普通粘土砖、炉用耐热金属材料模块二传热学基础传热是通过微观粒子的振动并通过彼此的接触和相互的碰撞来传递热能的。

传热的基本方式或单纯的传热有三种：传导、对流、辐射。

1电极盐浴炉：传导+对流传热，传热介质密度大，故其加热及冷却速度快；2电阻浴炉：以传导为主，传热介质密度大，传热速度较快；3电阻炉：传导+辐射+对流，传热介质为气体，因密度小，故传热速度及传热系数低于电阻浴炉。

可控气氛热处理炉的分类及特点可控气氛热处理炉是一种将金属工件加热至一定温度，并控制温度，保持特定气氛下进行热处理的设备。

根据不同的加热方式和气氛类型，可控气氛热处理炉可以分为多种类型，每种类型都有其特点和适用范围。

一、电阻加热气氛热处理炉电阻加热气氛热处理炉采用电阻加热器作为加热元件，并通过控制电流来实现加热和温度控制。

该类炉型适用于高温热处理，如退火、淬火、回火等工艺。

其特点如下：1. 温度控制精度高，可以实现精确的温度控制；2. 加热速度快，可以快速达到所需温度；3. 适用于各种气氛，如氢气、氮气等；4. 加热均匀，可以均匀加热工件表面和内部；5. 结构简单，易于维护和操作。

二、电弧加热气氛热处理炉电弧加热气氛热处理炉利用电弧作为加热方式，通过电极间的电弧放电来产生高温。

该类炉型适用于高温热处理和表面改性工艺。

其特点如下：1. 温度可调范围广，可以达到很高的温度；2. 加热速度快，可以快速达到所需温度；3. 加热均匀，可以均匀加热工件表面和内部；4. 可以适应多种气氛，如氮气、氩气等；5. 适用于大尺寸工件的加热。

三、燃气加热气氛热处理炉燃气加热气氛热处理炉利用燃气燃烧释放的热量来加热工件，通过控制燃气供应和空气供应来实现温度控制。

该类炉型适用于中低温热处理工艺，如均质化退火、硬化等。

其特点如下：1. 可调温度范围广，适合中低温热处理；2. 燃料种类多样，可以选用天然气、液化气等；3. 加热速度相对较慢；4. 加热均匀性一般，需进行较好的气氛控制；5. 结构相对复杂，维护和操作要求高。

四、电磁加热气氛热处理炉电磁加热气氛热处理炉利用电磁感应加热原理，通过在工件附近产生交变磁场来加热工件。

该类炉型适用于小尺寸工件的加热和快速加热工艺。

其特点如下：1. 加热速度快，加热效率高；2. 加热均匀性好，可以均匀加热工件表面和内部；3. 温度可调范围较窄，适合小尺寸工件的加热；4. 结构复杂，较难维护和操作；5. 适用于特殊工艺，如感应淬火等。

可控气氛热处理炉及其进展采用可控气氛热处理，可以实现少、无氧化和无增、脱碳加热，使工件表面光洁，无化学成分变化，同时，能控制各种化学热处理的工件表面成分和质量。

因此，近年来有大的进展，发展前景广阔。

可控气氛热处理炉的进展主要表现在气氛制取、炉子和相应设备研制以及气氛检测和控制等三千方面。

可控气氛炉的类型和特点:一、可控气氛炉和类型可控气氛炉的分类，与普通热处理炉一样，可分为周期式和连续式两大类。

其中，又分别有相应的炉型，如箱式、井式、自动机组等，兹不赘述。

二、可控气氛炉的特点可控气氛炉的炉体结构和一般的热处理炉大体相近，其设计和计算方法也相似，但是，由于炉内要通入可控气氛，因此，就整体设备而言，可控气氛热处理炉还应设置相应的气氛发生装置、管路系统、滴注系统等附加装置。

此外，与普通热处理炉相比，在炉体结构等方面，可控气氛热处理炉还有以下特点。

1，密封性好为了保证炉内气氛的成分和压力，防止炉内气氛外溢和炉外气氛侵入，可控气氛热处理炉的密封性要很好。

通常，十分注意炉壳焊缝，炉体孔洞部位的密封，进出料炉门口的密封以及对炉子各种管路系统上的接头、阀门、压力流量检测仪表、安全装置的定期气密性检查等。

2．考虑气氛均匀流动在设计时，对进气口和排气口的位置、装料间隙、风扇设置以及强制气氛按一定的流向流动等方面，有充分的考虑。

’ 3，采用抗渗碳砖可控气氛常会与炉衬材料中的Fe203产生作用，生成铁及Fe3C而沉积于砖体内，破坏其组织结构及颗粒间的牢固结合，使砖体疏松、砖体内沉积的碳黑使体积胀大，从而导致砖体碎裂和脱落。

此外，由于C02和H2O的增加，露点上升，破坏气氛的稳定，故而，可控气氛热处理炉内多采用Fe2O3<1％的抗渗碳砖。

4．采用适宜的加热元件为防止炉内气氛对加热元件的作用，以及出现碳黑沉积造成短路等，可控气氛热处理炉的加热元件宜采用板状的抗渗碳电热元件(低电压大电流供电)，或者设法隔离气氛，采用辐射管加热元件等。