Horno de caja de atmósferaEl control de la atmósfera es el eslabón central para garantizar el efecto del proceso de sinterización, recocido y soldadura de materiales. diferentes atmósferas (inercia, reducción, oxidación, etc.) deben coincidir con el proceso de control correspondiente. los siguientes son los métodos específicos de control de la atmósfera y los puntos clave de operación:
I. tipo de atmósfera y escenario aplicable (primero elija la atmósfera correcta)
En primer lugar, es necesario determinar el tipo de atmósfera de acuerdo con las necesidades del proceso. los tipos comunes y los escenarios de adaptación son los siguientes:
Atmósfera inerte (nitrógeno, argón): adecuado para el tratamiento térmico de materiales fáciles de oxidar (como cobre, aleación de titanio, materiales de batería de litio) para evitar que los materiales reaccionen con el aire a altas temperaturas.
Atmósfera reductora (hidrógeno, gas de descomposición de amoníaco): para la reducción de óxidos metálicos (como la reducción de óxido de cobre a cobre puro), recocido brillante de acero inoxidable y otros procesos, es necesario controlar estrictamente la concentración de hidrógeno para evitar el riesgo de explosión.
Atmósfera oxidativa (aire comprimido, oxígeno): adecuada para la sinterización de materiales cerámicos, tratamiento de oxidación de superficies metálicas, etc., para fortalecer las propiedades superficiales de los materiales.
Atmósfera mixta (como la mezcla de nitrógeno e hidrógeno, la mezcla de argón e hidrógeno): teniendo en cuenta los efectos de protección y reducción, se utiliza comúnmente en el tratamiento térmico de componentes de aleación de precisión.
2. proceso general de control de la atmósfera (pasos básicos de operación)
Independientemente de la atmósfera, se debe seguir el proceso central de "pretratamiento de la cavidad del horno → carga de la atmósfera → control de enlace de temperatura → mantenimiento de la atmósfera → enfriamiento y descarga":
Pretratamiento de la cavidad del horno (descarga de aire limpio, pasos clave)
Cierre la puerta del horno y bloquee, conecte la fuente de gas de la atmósfera correspondiente y abra la válvula de escape de la cavidad del horno.
Introduzca una pequeña cantidad de gas atmosférico (la velocidad de flujo es 1,5 veces la velocidad de flujo de trabajo) y sople continuamente durante 10 - 20 minutos para reemplazar el aire en la Cámara del horno (si se trata de una atmósfera reductora, el contenido de oxígeno debe reducirse por debajo de 50 ppm).
La concentración de oxígeno en el horno se puede monitorear en tiempo real a través del detector de contenido de oxígeno, y la válvula de escape se puede cerrar después de cumplir con los estándares.
Carga atmosférica y regulación de presión
Ajustar la válvula de reducción de presión de la fuente de gas, controlar la presión de admisión a 0,01 - 0,05mpa (estado de presión micro positiva, evitar el vertido de aire) y establecer el medidor de flujo de gas al caudal requerido por el proceso (generalmente 0,5 - 2l / min, ajustado de acuerdo con el volumen de la cavidad del horno).
Para los procesos con altos requisitos de estanqueidad, se puede abrir el monitoreo de presión de la cavidad del horno para mantener la presión estable en el rango establecido y evitar fugas de atmósfera causadas por fluctuaciones de presión.
Control de enlace temperatura - atmósfera
Para iniciar el procedimiento de calentamiento, es necesario mantener la atmósfera abierta continuamente durante el proceso de calentamiento:
Etapa de baja temperatura ( < 300 ℃): aumentar adecuadamente la velocidad del flujo de aire y drenar rápidamente los gases traza liberados por el material de la cavidad del horno durante el proceso de calentamiento;
Etapa de alta temperatura (temperatura del proceso): estabilizar la velocidad del flujo de gas y mantener la composición uniforme de la atmósfera en el horno.
Si se trata de una atmósfera reductora, es necesario completar el contenido de oxígeno de la cavidad del horno antes de calentarse a 200 grados celsius, y está prohibido introducir directamente gases inflamables y explosivos como el hidrógeno a altas temperaturas.
Mantenimiento de la atmósfera en la etapa de aislamiento térmico
Durante el proceso de aislamiento térmico, se monitorea el flujo de atmósfera, la presión en el horno y el contenido de oxígeno en tiempo real. si el flujo disminuye, se inspecciona oportunamente el margen de la fuente de aire y si la tubería está bloqueada; Si el contenido de oxígeno excede el estándar, aumente la velocidad de flujo de soplado e inspeccione el punto de fuga.
Para el horno de atmósfera circular, es necesario encender el ventilador de circulación de atmósfera para garantizar que la atmósfera en el horno sea uniforme y evitar que las diferencias locales en la composición de la atmósfera afecten la consistencia del proceso.
Enfriamiento y alivio de la presión (para evitar la oxidación de materiales)
Cierre el sistema de calefacción y continúe manteniendo la atmósfera abierta hasta que la temperatura del horno baje por debajo de 200 grados Celsius (el material fácil de oxidar debe bajar a la temperatura ambiente).
Si se trata de un enfriamiento rápido a alta temperatura, el sistema de enfriamiento del cuerpo del horno se puede abrir bajo protección de la atmósfera, y está estrictamente prohibido cortar la atmósfera durante el proceso de enfriamiento.
Después de que la temperatura del horno cumpla con los estándares, cierre la válvula de admisión, abra lentamente la válvula de escape para descargar a presión atmosférica, y luego abra la puerta del horno para recoger las piezas.
3. puntos especiales de control de diferentes atmósferas
Control de atmósfera inerte (nitrógeno / argón)
Se da prioridad a los gases de alta pureza (pureza ≥ 99999%) para evitar la oxidación de materiales causada por trazas de oxígeno y agua en los gases.
Si hay residuos de agua en la cavidad del horno, se puede combinar con un secador de Tamiz molecular en la etapa de pretratamiento para reducir el punto de rocío de la atmósfera por debajo de - 40 ℃.
Control de la atmósfera reductora (hidrógeno / gas de descomposición de amoníaco)
Debe funcionar en un ambiente bien ventilado, el cuerpo del horno debe estar equipado con un detector de fugas de hidrógeno y un dispositivo a prueba de explosiones, y está estrictamente prohibido encender cerca del cuerpo del horno.
El gas de descomposición de amoníaco debe eliminar el amoníaco residual a través de un dispositivo de purificación antes de introducirlo en la cavidad del horno para evitar que el amoníaco residual corroa el cuerpo del horno y la pieza de trabajo.
Al detener el horno, primero hay que cortar la fuente de gas de hidrógeno y pasar a la cavidad del horno de barrido de gas inerte durante 30 minutos antes de abrir la tapa.
Control de atmósfera mixta
Utilizando un dispensador de gas especial, se controla con precisión cada proporción de gas (por ejemplo, 95% n 2 + 5% h 2), y el error de dispensación debe ser ≤ ± 0,5%.
Antes de mezclar, es necesario confirmar la compatibilidad de los dos gases, y está estrictamente prohibido mezclar gases combustibles directamente con gases oxidativos.
IV. equipo clave y medios de vigilancia para el control de la atmósfera
Accesorios de control central
Medidor de flujo de gas / controlador de flujo de masa: ajuste con precisión la velocidad de flujo de la atmósfera, se recomienda elegir un modelo que se puede mostrar digitalmente para facilitar el registro de parámetros;
Sensor de presión: monitorear la presión micro - positiva de la cavidad del horno para evitar que la presión negativa provoque el vertido de aire;
Analizador de contenido de oxígeno / medidor de punto de rocío: monitorear la pureza de la atmósfera en tiempo real para garantizar la fiabilidad del proceso.
Anomalías comunes y tratamiento
El flujo de la atmósfera disminuye bruscamente: verifique la presión del cilindro de gas de la fuente de gas, si el conector de la tubería está suelto, reemplace el cilindro de gas o apriete el conector a tiempo;
El contenido de oxígeno en el horno supera el estándar: investigue si la Junta de la puerta del horno está envejecida y si la tubería está filtrada, reemplace el sello y vuelva a soplar la cavidad del horno;
Aumento anormal de la presión: abra la válvula de escape para descargar la presión, verifique si la línea de escape está bloqueada y limpie las impurezas de la línea.
V. precauciones de Seguridad y funcionamiento
Las tuberías de atmósfera inflamable y explosiva (hidrógeno, gas de descomposición de amoníaco) deben utilizar juntas a prueba de fugas, y el cuerpo del horno está bien fundamentado para evitar el peligro causado por la electricidad estática.
Los cilindros de gas atmosférico deben almacenarse por categorías (los gases nobles se colocan por separado de los gases reductores), mantenerse alejados de las fuentes de calor y las llamas abiertas, y revisar regularmente los manómetros de los cilindros.
Antes de cambiar el tipo de atmósfera, es necesario soplar a fondo la línea y la cavidad del horno con gas inerte para evitar reacciones de mezcla de diferentes atmósferas (como la mezcla de hidrógeno y oxígeno).
Establecer una cuenta de parámetros de control de atmósfera para registrar los datos de tipo de gas, velocidad de flujo, presión y contenido de oxígeno de cada proceso, lo que facilita la trazabilidad y optimización del proceso.