問答論壇

要如何測量爐中氣體的露點,又為什麼在大部分熱處理中這是決定氣氛品質的最重要因素?

露點或氣氛內的濕氣含量是使用濕度計量測。傳統手動型是基於凝結原理,而且需要手動壓送氣體樣品並目視記錄測試裝置腔室中產生霧氣時的溫度。也可以使用更先進的連續監測裝置,此裝置提供露點的數位讀值並可用資料記錄檔的方式記錄。

因為露點在其他因素如氫氣含量、溫度與時間保持不變下會決定氣氛內的還原能力,所以露點是必須被監控的重要性質。這也是其中一個影響被加工合金之脫碳與氧化的因素。

針對氮氣/氫氣氣氛系統,我們需要注意哪些安全預防措施與步驟?

氮氣/氫氣氣氛系統也必須遵守所有 NFPA 86 針對用於含可燃氣體之氣氛所建議的安全步驟。NFPA 86 詳細說明了如何從熱處理爐中適當導入與移除可燃氣體。氫氣供應儲存拖車與低溫儲槽的位置也有具體要求。

此外,所有混合與流量控制系統必須遵守 NFPA 對於安全互鎖與排氣要求的指示。如您在判定要遵守的安全規範方面需要幫助,請撥打 800-654-4567,代碼 688 來聯絡我們。

如果我目前 24 英吋寬的帶式連續燒結爐使用每小時 2500 立方呎 的吸熱型氣氛,我要如何為氮氣/氫氣系統決定正確的流量與氣氛組成?

開放式帶式爐 (例如用於粉末金屬燒結與硬銲者) 所需的操作流量主要取決於爐入口端與出口端開口的截面積。與爐的內部體積或長度沒有關係。在氣氛充滿爐內後,爐中氣氛的速度與氛離開爐時的速度可以用流量除以截面積來決定。

一般而言,此速度應足以將濕氣與潤滑劑蒸氣從爐中帶出,並且可以防止空氣 (氧氣) 進入爐中。流量的通用經驗法則是:爐門開口低於 7.5 英吋時每英吋帶寬約每小時75 至 85立方英呎流量 (1 英吋 = 2.54 公分)。標準無洩漏的 24 英吋網帶式爐可以在約每小時 1800 至 2000 立方英呎流量下良好運轉。

請特別注意最佳流量。超過最佳流量可能會在爐門處產生亂流及文式管效應。並可能因為帶入及吸入更大量的空氣至爐中,使情況更糟。Air Products 的應用工程師可助您決定最佳流量,讓您以最有效率的方式操作。請聯絡我們或撥打 800-654-4567,代碼 688。

我們通常在氦氣氣氛中冷卻我們的較容易發生反應的金屬,將所需的冷卻時間縮到最短。是否有讓我們獲得相當冷卻時間的氦氣/氬氣混合氣氛?

在需要快速冷卻時,大多數公司使用 100% 的氦氣來作為較容易發生反應的金屬的氣氛並作為冷卻介質。然而幾年前,Air Products 開發出一種氦氣與氬氣/氮氣的混和氣,相當於或可能超過使用 100% 氦氣所能獲得的冷卻速率。由於氬氣的成本相對較低,此混和氣可明顯降低總氣體成本。 

若需要更詳細的資料,請參閱由 Air Products 資深首席工程師 Minfa Lin, Ph.D. 所編寫的技術文件。如果您要更深入與 Air Products 研究此混和氣或其他氣氛及冷卻技術,請聯絡我們或撥打 800-654-4567,代碼 688。

我們的燒結出來的零件為藍色、黑色或棕色。我們要如何改善我們的成品的顏色?

粉末冶金燒結後成品的變色可能是因為在高溫燒結區或冷卻區中發生氧化而造成。此外,這可能是由於高露點或高氧氣或兩者共同造成。仔細檢驗氧化現象與程度並且分析氣體的露點,應可幫助您找出氧化的原因與位置。如果氧化因為空氣出口端滲入而發生在冷卻區,則增加流入冷卻區的氮氣流量可以幫助稀釋氧氣含量。此外,如果使用氮氣簾幕,可幫助防止空氣進入爐中。

如需在此方面與其他疑難排解技術的協助,請聯絡我們或撥打 800-654-4567,代碼 688。

我們應該在冷卻區中使用多少氮氣?

對典型開放式網帶爐,您可以在前端導入總流量 20% 的氮氣、在出口端也是 20%。將其餘 60% 左右的氮氣用作高溫區混合氣氛 (氮/氫混合)。此外應該要特別注意以避免氣氛從爐中被吸出。廢氣應該從爐中自然排出。您可以透過適當設計與控制排氣罩與工廠中的空氣補充來達成這個目的。如需要針對您氣氛比例做任何建議,請聯絡我們或撥打 800-654-4567,代碼 688。

若我已用較低成本得到品質良好的成品,我還可以從以氮氣為基礎的氣氛獲得什麼好處?是否有任何缺點?

使用以氮氣為基礎的氣氛有許多益處,包括:

  • 無須依賴天然氣並免除相關氣體產生器的維修保養工作
  • 提高氣氛組成與流量靈活性以符合不同製程與材料要求。
  • 因為具備自動氮氣充吹功能可提高安全性。
  • 無須使用會產生一氧化碳與氨等毒性氣體的吸熱型氣氛產生器及氨裂解氣。
  • 因為氮氣具有低露點,能以最少的氫氣量達到所需足夠的還原能力。
  • 減少碳足跡且亦大幅降低一氧化碳與二氧化碳排放。

請留意若使用超過一個爐,以氮氣為基礎的氣體系統通常會比較經濟。供應、監測與控制爐中的氣體會需要其他氣體輸送管與混合面板。

若想瞭解以氮氣為基礎的系統是否適合您的操作,請聯絡我們或撥打 800-654-4567,代碼 688。

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