一种可控气氛中金属无氧化退火炉的制作方法

本实用新型涉及工业热处理炉技术领域，尤其涉及一种可控气氛中金属无氧化退火炉。

背景技术：

零件的氧化是自然界中的一个普遍现象，氧化的实质是金属与氧的结合，形成氧化物。氧化的结果使金属或合金材料失去原有物理、化学特性。对于机械零件，如果被氧化不但引起外观的变化，更重要的是会恶化机械性能，比如拉强度，疲劳强度等。但是有些材料在变形加工后，需要退火，以减小形变阻力，要求在退火的过程中不能发生氧化。特别是在新产品试制和设备、仪表的维修中,往往有些用特殊材料制造的零件而要在真空或保护气氛下施行无氧化加热的热处理，由于一般不具备专门设备,所以不容易实现。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型的目的是提供一种在可控气氛中进行金属无氧化退火炉，同时实现对轻微氧化表面的还原达到除锈的目的。

本实用新型的具体方案为：

一种可控气氛中金属无氧化退火炉，主体是炉体1，其特征在于，炉体上部设有开口，开口上有炉盖11，炉体左侧内壁上设有氧势探头2、第一进料管3、第二进料管4，第一进料管3上连接有仪表盘31，第二进料管4上连接有仪表盘41；炉壳右侧内壁上设有温度探头5，温度探头下方设有加热装置6。

所述炉体1下部设有冷风室7。

本实用新型的有益效果为：该退火炉简单易操作，易于控制，适用的材料也比较广泛，通过进料管滴入添加剂，利用可控气氛达到对零件的退火，同时对无法人工除锈的零件除锈。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

具体实施方式

如附图1所示，一种可控气氛中金属无氧化退火炉，主体是炉体1，其特征在于，炉体上部设有开口，开口上有炉盖11，炉体左侧内壁上设有氧势探头2、第一进料管3、第二进料管4，第一进料管3上连接有第一仪表盘31，第二进料管4上连接有第二仪表盘41；炉壳右侧内壁上设有温度探头5，温度探头下方设有加热装置6。通过进料管分别滴入煤油和甲醇来产生可控气氛，简单易操作，通过温度探头达到检测温度变化的目的，加热装置方便给炉体加热升温。

所述炉体下部设有冷风室7，便于辅助冷却降温。

本实用新型的工作流程为：

气体碳炉中加装有氧碳头，测量氧势，通过碳势自动计算表间接计算出碳势，进而达到通过对碳浓度的控制控制氧化还原反应的目的，根据卡博马格法产生可控气氛，具体选用800ML煤油和800ML甲醇作为添加剂。

1、对炉进行加热，使炉内温度达到820°C，并且经过炉内气氛的形成，碳势控制在0.45。

2、维持温度在820°C，用吊装工具把零件装好，用行吊装入炉内。

3、加热升温，控制炉内碳势为0.46。

4、保温1.5小时后关闭加热，使零件随炉冷却，冷却速度控制在15°C/小时，当炉温低于800°C时，煤油滴量减少50%，当炉温低于750°C时，煤油关闭，靠甲醇维持气氛。

5、当炉温低于400°C时，甲醇用量减少50%（或者使排气管的火焰长度维持在100mm左右，冷却速度控制在50°C/小时）

6、当炉温降到200°C以下时，材料出炉。

出炉后的零件，表面有残留很多碳黑，出炉后的零件自然冷却到室温后，用手工方法擦掉碳黑，对于手工不能擦净的，可以用浓度6%，温度105°C的NaOH水溶液清洗。零件退火后符合退火标准，经过这样处理，生锈的零件也达到了除锈的目的。

本实用新型的原理为：空气中的主要成分是N₂和O₂，此外还有少量的水蒸气、一氧化碳、二氧化碳，在加热的条件下，钢铁材料会发生如下反应：

2Fe+O₂=2FeO 4Fe+3O₂=2Fe₂O₃ 3Fe+2O₂=Fe₃O₄

这些过程是不可逆的，因而不能控制。另外，一氧化碳在高温下对钢表面有还原作用，一氧化碳、二氧化碳对钢的氧化还原反应式为：

Fe+CO₂≒Feo+CO 3Fe+CO₂≒Fe₃O₄+CO

3Fe+4CO₂≒Fe₃O₄+4CO

在570°C以上，这些反应式可逆的，反应方向取决于混合气体中CO₂/CO的比值，因而是可控的。钢铁材料的退火温度一般在700°C以上，因此本实用新型提供的可控气氛条件下实现无氧化退火的工艺是可以实现的。

本实用新型的优点在于可以通过对炉内气氛的控制，达到恒定碳势的加热、降温；同时对无法进行人工除锈的零件，进行除锈，减少零件的划伤；所有工艺步骤中使用的材料设备费用较低，经济实用，节约成本。