Wärmebehandlungsverfahren erfordern eine genau kontrollierte Atmosphäre, damit der Prozess erfolgreich ist.
Diese Metallverfahren werden häufig zur Herstellung kritischer Teile aus Speziallegierungen für Branchen wieLuft- und Raumfahrt, Automobilbau, Petrochemie oderKernenergie verwendet. Eine schlechte Kontrolle der Ofenatmosphäre kann die Qualität der Legierungen beeinträchtigen und finanzielle und sicherheitsrelevante Folgen nach sich ziehen.
Wie kann eine effektive Wärmebehandlung in einer kontrollierten Atmosphäre sichergestellt werden?
Wenn die Atmosphäre im Wärmebehandlungsofen nicht kontrolliert wird, kann die Legierung verunreinigt werden. Dies kann zu einem Verlust an Festigkeit und Duktilität sowie zu einer erhöhten Sprödigkeit führen. Auch die Mikrostruktur der Legierung kann beeinträchtigt werden, was zu einer schlechten Dimensionsstabilität und einer verkürzten Lebensdauer führt. Darüber hinaus können unkontrollierte Atmosphären Korrosion und andere Formen von Legierungsschäden verursachen.
In manchen Fällen kann die Verunreinigung sogar dazu führen, dass die Legierung rissig wird oder bricht.
Eine kontrollierte Atmosphäre ist für eine wirksame Wärmebehandlung unerlässlich. Indem sie eine Kontamination verhindert, stellt sie sicher, dass die behandelte Legierung ihre Eigenschaften behält.
Das ist besonders wichtig in derAutomobil-, Chemie- und Kernenergieindustrie, wo folgende Bedingungen erfüllt sind:
Das Fehlen einer kontrollierten Atmosphäre kann zu chemischen Reaktionen an der Oberfläche der wärmezubehandelnden Metallbaugruppe führen, die ihre Qualität und Leistung beeinträchtigen und zu Ausschussteilen führen.
Solche Bedingungen führen zu finanziellen Verlusten, Zeitverlusten und potenziell gefährlichen Auswirkungen auf den Kunden, der das Teil verwendet, ohne die Schwachstelle zu erkennen. Darüber hinaus kann eine schlecht kontrollierte Atmosphäre zu einem beschädigten Ofen oder, schlimmer noch, zu verletzten Mitarbeitern führen.
Ein Wärmebehandlungsofen mit kontrollierter Atmosphäre bietet während des Wärmebehandlungsprozesses eine optimale Umgebung für die Metallkomponenten.
Durch sorgfältige Kontrolle der Zusammensetzung und des Durchflusses des Gases im Ofen wird eine genaue Kontrolle der Temperatur und eine minimale Oxidation oder Entkohlung.
Dies führt zu einer Verbesserung der Produktqualität und -konsistenz sowie zu einer Steigerung der Produktionseffizienz.
Um eine effektive Wärmebehandlung in kontrollierter Atmosphäre zu gewährleisten, ist es wichtig, die folgenden Parameter sorgfältig zu überwachen und zu kontrollieren:
Durch die sorgfältige Kontrolle dieser Parameter ist es möglich, eine präzise Wärmebehandlung in einer kontrollierten Atmosphäre zu erreichen, was sich in einerverbesserten Qualität und Konsistenz der Produkte niederschlägt.
Die am häufigsten in Wärmebehandlungsprozessen verwendeten Inertgase sind Argon (Ar), Helium (He) und Stickstoff (N₂).
Inwieweit eine Atmosphäre als inert bezeichnet werden kann, hängt von Faktoren wie der Art des Gases, seinem Reinheitsgrad, den betroffenen Temperaturen und dem behandelten Material ab. Je nachdem, welches Gas oder Gasgemisch verwendet wird, widmet sich der Prozess verschiedenen Arten der Wärmebehandlung: Glühen, neutrales Abschrecken, Anlassen, Nitrieren, Sintern oder Löten.
Die Gasanalysatoren von Fuji Electric werden zur Kontrolle der Atmosphäre in all diesen Prozessen eingesetzt und können schnell und genau Verhältnisse wie Ar/He, Ar/N₂, He/N₂, H₂/Ar oder H₂/N₂ messen.
Letzteres ist notwendig, um eine wasserstoffreiche Atmosphäre zu kontrollieren. Diese wird eingesetzt, um Eisenoxid zu Eisen zu reduzieren und Stahl zu entkohlen. Es trägt auch wirksam zur Wärmeübertragung bei und kann mit einer Sauerstoffanwesenheit reagieren.
Die Fuji Electric-Lösung zur Steuerung des H₂/N₂ ist ein kompakter Industrieschrank mit integrierter :
Nehmen wir folgendes Beispiel:
Da die Wärmeleitfähigkeit von einer Komponente zur anderen variiert, führt jede Änderung der Konzentration der gemessenen Komponente zu einer Änderung der Wärmeleitfähigkeit des beprobten Gases, die wiederum die Temperatur des Platindrahtes beeinflusst.
Der Analysator stützt sich auf diese Temperaturänderungen, um den Gasgehalt zu bestimmen.
Das Ofengas wird kontinuierlich durch eine beheizte und gefilterte Probenahmesonde abgezogen. Anschließend wird es über eine beheizte Probenahmeleitung in den kompakten Wandschrank geleitet.
Diese integriert den TCD-Analysator für thermische Leitfähigkeit und das gesamte Probenahmesystem, das speziell entwickelt wurde, um die Sicherheit des Analysators zu gewährleisten und eine genaue, repräsentative und zuverlässige Messung der H₂-Konzentration sicherzustellen.
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