腈爐缸老化是指氮化罐長(zhǎng)期使用后,爐內(nèi)氨分解率明顯上升,導(dǎo)致部分氮化能力喪失的現(xiàn)象。其實(shí)質(zhì)是罐壁(包括爐內(nèi)的氨管)由于氨分解速率的催化作用增強(qiáng),增加了氨氣的消耗,甚至可能使?jié)B氮失控,滲氮產(chǎn)品達(dá)不到技術(shù)要求。滲氮爐老化要怎么處理呢?
一般家庭用滲氮爐罐和氨管采用18- 8ti不銹鋼制造。新氮化物罐表面的鈍化膜將阻止氮的滲透,但由于18-8 ti中鎳的含量較低,仍然會(huì)有滲透(滲透一般是緩慢和不均勻的)。
隨著滲氮爐次數(shù)和滲氮時(shí)間的增加,內(nèi)壁逐漸滲氮。在相同的工藝、溫度、時(shí)間和裝填量下,氨的分解速率逐漸變大。為了保證工藝所需的氮?jiǎng)軳P,要對(duì)氮進(jìn)行反硝化。
爐齡的基本規(guī)律是爐內(nèi)流量在一定時(shí)間內(nèi)由慢速增長(zhǎng)到快速增長(zhǎng)到無(wú)法控制的NP階段。附圖是根據(jù)某爐的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù),爐的裝載量與設(shè)備規(guī)定的爐裝載量相差較大。
因此,工件對(duì)氨分解率的影響是主要的影響因素,爐缸吸力[N]逐漸變慢,反映了實(shí)際情況。
眾所周知,氨分解速率越低,NP越高,氮化能力越強(qiáng)。但要指出的是,氨分子分解產(chǎn)生的氮原子非?;钴S,如果不被吸收,它們會(huì)以非??斓乃俣扰c穩(wěn)定的氮分子結(jié)合,而鋼表面是無(wú)法吸收的。
當(dāng)氨的分解率非常高,也就是說(shuō),大氣中氨的比例越小,也就是說(shuō),氨濃度越小,氨分子的數(shù)量越少觸及的表面積鋼片單位時(shí)間,分解生成的氮原子的數(shù)量越少,和氮化能力越低。
還認(rèn)為氨分解速率越高,爐內(nèi)氫氣濃度越高,對(duì)氮原子的吸收也會(huì)受到影響。當(dāng)然,如果大氣中全是氨,即分解速率為0,不產(chǎn)生氮原子,那么當(dāng)然就不存在氮化。
因此,在生產(chǎn)中合理分解率低將不可避免地導(dǎo)致氨消耗量急劇增加,和氣流撞擊工件將會(huì)導(dǎo)致不平衡,無(wú)法控制的溫度,導(dǎo)致不均勻滲透層和工件的變形,甚至有些人會(huì)造成滲氮控制困難。
分解速率和NP也受復(fù)合層的控制。在合理的NP條件下,有利于加速滲氮速度。