1. 精確的氣氛控制與氮化功能
這是井式氮化爐的靈魂所在,決定了氮化層的質(zhì)量。
功能詳解:
氣氛產(chǎn)生:通過向爐內(nèi)通入氨氣(NH₃),在加熱狀態(tài)下,氨氣在催化劑或工件表面分解,產(chǎn)生活性氮原子 [N]。
氣氛控制:
流量控制:通過精密的流量計精確控制氨氣的進氣量。
分解率控制:通過調(diào)節(jié)爐溫和氨氣流量,控制氨氣的分解率(通常在 30%-60% 之間)。分解率直接影響氮原子的活性和滲入速度。
排氣與循環(huán):爐蓋上設(shè)有排氣口,及時排出反應(yīng)后的廢氣(如 H₂)。部分高級型號會設(shè)計內(nèi)循環(huán)風(fēng)扇,使爐內(nèi)氣氛更均勻。
為何重要:
獲得優(yōu)質(zhì)氮化層:精確的氣氛控制是獲得均勻、致密、結(jié)合力強的氮化層(如 Fe₃N、Fe₄N)的前提。
避免缺陷:氣氛控制不當會導(dǎo)致表面出現(xiàn)氧化色、起皮、疏松等缺陷。
2. 穩(wěn)定的加熱與溫度均勻性
氮化處理通常需要長時間保溫(數(shù)小時到數(shù)十小時),對溫度穩(wěn)定性要求極高。
功能詳解:
加熱方式:多采用電阻絲加熱,均勻纏繞在爐膛側(cè)壁的耐火材料內(nèi)。
溫度控制:通常采用多區(qū)控溫(如上下兩個溫區(qū)),配備高精度熱電偶和 PID 控制器,將爐內(nèi)溫度均勻性控制在 ±5℃以內(nèi)。
爐罐結(jié)構(gòu):爐體核心是一個由耐熱鋼(如 310S)制成的密封圓筒形爐罐,工件懸掛在其中,與加熱元件隔離。
為何重要:
保證層深均勻:工件各部位溫度一致,才能確保氮原子滲入深度均勻,避免出現(xiàn)一端深一端淺的情況。
保證性能一致:均勻的溫度場確保了整個工件表面的硬度、耐磨性等性能指標一致。
3. 適合長軸類工件的井式結(jié)構(gòu)
獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計使其在特定領(lǐng)域具有不可替代性。
功能詳解:
立式布局:爐體豎直放置,爐口在上方。
工件懸掛:長軸、絲桿、模具等工件通過專用吊具豎直懸掛在爐內(nèi)。
爐蓋升降:爐蓋通常由電動或液壓系統(tǒng)驅(qū)動,實現(xiàn)自動升降,操作方便。
為何重要:
避免變形:對于細長工件,豎直懸掛可以有效避免其在自重作用下發(fā)生彎曲變形。
節(jié)省空間:相比臥式爐,處理同樣長度的工件,井式爐占地面積更小。
氣氛均勻:立式結(jié)構(gòu)有利于爐內(nèi)氣氛自上而下均勻分布。
4. 可靠的密封與安全系統(tǒng)
氨氣是易燃易爆且有刺激性氣味的氣體,因此密封和安全至關(guān)重要。
功能詳解:
爐蓋密封:爐蓋與爐罐法蘭之間采用多重密封結(jié)構(gòu),通常是耐酸橡膠石棉墊或金屬墊片,確保氨氣不外泄。
安全聯(lián)鎖:設(shè)備配備有完善的安全保護裝置。
壓力監(jiān)測:爐內(nèi)壓力過高或過低時,系統(tǒng)會報警并采取相應(yīng)措施。
泄漏檢測:關(guān)鍵密封點附近可能安裝氨氣傳感器,一旦檢測到泄漏,立即報警并切斷氣源。
程序保護:只有當爐蓋完全關(guān)閉并密封良好后,加熱和通氣程序才能啟動。