專利名稱：采用固態(tài)滲劑的節(jié)約易控氣體滲碳工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用不產(chǎn)生CO及H2的新型粉狀固態(tài)滲劑進(jìn)行的可以用氧探頭實(shí)現(xiàn)單參數(shù)測量與控制碳勢的密封式節(jié)能氣體滲碳工藝及設(shè)備。
目前滴注式氣體滲碳所用的均為液態(tài)C-H或C-H-O化合物，如煤油、甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙脂等等。采用液態(tài)滲劑進(jìn)行氣體滲碳，不僅價(jià)格昂貴，而且由於液態(tài)滲劑在分解或裂解時(shí)除給出滲碳所需的活性碳原子外，還將給出CO及H2，故為保持爐壓必須不斷往外排氣，造成浪費(fèi)。另外，隨滲劑不斷滴入，氣氛中CO含量將發(fā)生變化，給碳勢測定帶來困難，為了測定和控制碳勢，必須采用昂貴、復(fù)雜的多參數(shù)測定和控制方法。如果采用國際上著名的卡博馬克法，雖可保持CO含量不變，但價(jià)格昂貴，且內(nèi)氧化嚴(yán)重。
本發(fā)明的目的是提供一種粉狀滲劑，這種滲劑不僅價(jià)格便宜，而且在給出活性碳原子時(shí)不會帶入多余的氣體，也不會改變氣氛中CO含量，因此可以采用密封式滲碳并用氧探頭對碳勢進(jìn)行單參數(shù)測量和控制。
本發(fā)明提供了一種可以用於氣體滲碳的粉狀固態(tài)滲劑。這種滲劑具有良好的流動性，松散性及活性，在使用時(shí)不會帶入CO及H2。這種粉狀固態(tài)滲劑的配方是55目優(yōu)質(zhì)木炭粉 90-97%能改善流動性及松散性的粗木炭粉或石墨粉 2-5%催滲劑(各種碳酸鹽和稀土) 1-5%粉狀固態(tài)滲劑與爐氣的反應(yīng)速度與醋酸乙脂(CH2COO2CH5)相當(dāng)(

圖1)。
為了采用粉狀固態(tài)滲劑，設(shè)計(jì)了輸送固態(tài)滲劑裝置、氣體滲碳爐爐罐以及爐壓控制裝置。
圖2為輸送固態(tài)滲劑裝置構(gòu)造圖。圖中1為裝有粉狀固態(tài)滲劑的塑料并;2為可轉(zhuǎn)動90°的接頭，裝有粉狀固態(tài)滲劑的塑料并可以在水平狀態(tài)與可轉(zhuǎn)動接頭連接，以避免固態(tài)滲劑流出并口。將塑料并1從水平狀態(tài)轉(zhuǎn)至并口向下的垂直狀態(tài)，固態(tài)滲劑即可從小孔自動流入輸送管4，再由螺桿5送入氣體滲碳爐爐罐。螺桿5由電機(jī)6帶動。3為定位環(huán)，用以限定可轉(zhuǎn)動接頭的位置及轉(zhuǎn)動角度。在一根輸送管上安裝了二個(gè)可轉(zhuǎn)動接頭，便於更換及添加滲劑。
圖3是為使用粉狀固態(tài)滲劑而設(shè)計(jì)的氣體滲碳爐。爐罐用耐熱Ni-Cr鋼板焊成，在爐罐壁上安裝有通入氮?dú)饧皦嚎s空氣的管1。輸送固態(tài)滲劑裝置2及帶熱電偶的氧探頭3。在罐底開有大排氣孔4，供吹掃爐膛及抽真空用。
圖4是爐壓控制裝置。1為U形壓力計(jì)，其零點(diǎn)從壓力計(jì)中部下移至25-30mm高處。爐壓因固態(tài)滲劑大量加入而突然升高時(shí)爐氣可以通過U形管排出，但管中的水不會被噴出而是沿管壁流下，待多余氣體排出后重新形成水封。在零點(diǎn)以上10mm處有二具電極，爐壓低於20mm水柱時(shí)，二個(gè)電極2被斷開，電磁閥3斷電，常閉開關(guān)4接通，滴注控制儀5開始工作，通過電磁閥6將甲醇等滴入氣體滲碳爐8以升高爐壓。
現(xiàn)有的滴注式氣體滲碳爐也可按圖2、3、4進(jìn)行改造后采用粉狀固態(tài)滲劑進(jìn)行可控滲碳。
采用粉狀固態(tài)滲劑進(jìn)行氣體滲碳的工藝要點(diǎn)是必須先用液態(tài)滲劑進(jìn)行充分排氣，使?fàn)t氣中的CO含量達(dá)到一定值，(如用甲醇充分排氣后CO含量為33.3%)。然后停滴液態(tài)滲劑，將爐子密封，用輸送固態(tài)滲劑裝置送入固態(tài)滲劑進(jìn)行滲碳，并用氧探頭對碳勢進(jìn)行單參數(shù)測量和控制。在爐壓低於20mm水柱時(shí)，爐壓控制裝置可自動滴入排氣時(shí)用的液態(tài)滲劑，以恢復(fù)爐壓但不改變CO含量。
氣體滲碳在機(jī)械制造行業(yè)中已被應(yīng)用了70來年。在70年的歷史中，采用液態(tài)介質(zhì)作為滲劑已經(jīng)成了傳統(tǒng)觀念，國內(nèi)外從未有人考慮用木炭粉作為固態(tài)滲劑進(jìn)行氣體滲碳。本發(fā)明既使用於固體滲碳的固態(tài)滲劑經(jīng)過改造后得到了新生，克服了固體滲碳的工作條件差、碳勢不能控制、不能直接淬火等缺點(diǎn);又使氣體滲碳上升到一個(gè)新臺階，為氣體滲碳帶來了價(jià)格低廉，碳勢易於測定與控制等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明極易在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用附1 氧勢與時(shí)間的關(guān)系圖2 輸送固態(tài)滲劑裝置圖3 改進(jìn)后的新型氣體滲碳爐圖4 爐壓控制裝置
權(quán)利要求
1.一種采用不產(chǎn)生CO及H2的由專用的輸送固態(tài)滲劑裝置從氣體滲碳爐爐罐側(cè)壁送入爐罐的粉狀固態(tài)滲劑進(jìn)行的可以用氧探頭實(shí)現(xiàn)單參數(shù)測量和控制碳勢的用專用的爐壓控制裝置控制爐壓的密封式氣體滲碳工藝及設(shè)備。本發(fā)明的特征是采用新研制成的粉狀固態(tài)滲劑取代目前國內(nèi)外通用的C-H及C-H-O化合物液態(tài)滲劑進(jìn)行密封式氣體滲碳并用氧探頭對碳勢進(jìn)行單參數(shù)測量與控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀固態(tài)滲劑，其特征是該滲劑由不含H、O的優(yōu)質(zhì)木碳粉，能改善流動性及松散性的較粗的木炭粉或石墨粉以及催滲劑所組成，其配比是55目優(yōu)質(zhì)木炭粉 90-97%能改善流動性及松散性的粗木炭粉或石墨粉 2-5%催滲劑(各種碳酸鹽和稀土) 1-5%
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送固態(tài)滲劑裝置，其特征是在帶螺桿的輸送管外增加了一個(gè)能轉(zhuǎn)動90°的可轉(zhuǎn)動接頭(圖2-2)及二個(gè)定位環(huán)(圖2-3)，裝有粉狀固態(tài)滲劑的塑料并可以在水平狀態(tài)下連接到可轉(zhuǎn)動接頭以避免粉狀固態(tài)滲劑從并口流出，使用時(shí)只需將塑料并轉(zhuǎn)90°，使并口向下，粉狀固態(tài)滲劑即可通過輸送管上的小孔自動流入輸送管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體滲碳爐爐罐，其特征是爐罐用耐熱鋼板焊成，在罐壁上開孔安裝輸送固態(tài)滲劑裝置(圖3-2)及用於通入氮?dú)饣驂嚎s空氣的管道(圖3-1)并在爐罐底部開排氣孔(圖3-4)用於吹掃爐罐時(shí)排氣用以及為迅速建立一定成分的爐氣時(shí)抽空用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐壓控制裝置，其特征是將U形壓力計(jì)的零點(diǎn)自中間位置下移至離U形管底25-30mm高度處，并在零點(diǎn)以上10mm處加設(shè)二個(gè)電極作為控制磁開關(guān)的開關(guān)(圖4-2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體滲碳工藝，其特征是排氣必須充分，使氣氛中CO含量達(dá)到預(yù)定值，充分排氣可以通過長時(shí)間來達(dá)到，也可采用先抽空然后滴入液態(tài)滲劑的方法來達(dá)到，排氣結(jié)束后，將爐封閉，改用粉狀固態(tài)滲劑，并通過爐壓控制裝置滴入少量液態(tài)滲劑以維持爐壓，氣氛碳勢用氧探頭進(jìn)行單參數(shù)測量與控制。
全文摘要
采用固態(tài)滲劑的節(jié)約易控氣體滲碳工藝及設(shè)備采用了一種可以取代目前國內(nèi)外通用於滴注式氣體滲碳爐的C-H及C-H-O化合物傳統(tǒng)液態(tài)滲劑的不帶入CO及H專門設(shè)計(jì)了輸送固態(tài)滲劑裝置，爐壓控制裝置及氣體滲碳爐爐罐并規(guī)定了工藝要點(diǎn)。
文檔編號C23C8/20GK1102218SQ9311967
公開日1995年5月3日 申請日期1993年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月29日
發(fā)明者戚正風(fēng) 申請人:戚正風(fēng)