Zu den Arten von Ofenatmosphären gehören vor allem exotherme Atmosphären, endotherme Atmosphären und inerte Atmosphären. Jede dieser Atmosphären dient bestimmten Zwecken bei der Wärmebehandlung von Metallen.
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Exotherme Atmosphäre: Diese Art von Atmosphäre zeichnet sich durch exotherme Reaktionen aus, die Wärme erzeugen, ohne dass Gas und Luft von außen erhitzt werden müssen. Sie verhindert wirksam die Oberflächenoxidation während der Wärmebehandlung von Metallen. Es gibt zwei Arten von exothermen Atmosphären, die zum Erhitzen von Stahl verwendet werden:
- Reichhaltige Exothermie: Diese Atmosphäre hat eine nominale Zusammensetzung von N2 = 71,5%; CO = 10,5%; CO2 = 5%; H2 = 12,5%; Methan (CH4) = 0,5%. Sie wird typischerweise zum Härten von Stahl, zum Löten von Kupfer und Silber, zum Glühen und zum Sintern von Metallpulver verwendet. Das Kohlenstoffpotenzial des Gasgemischs liegt unter 0,10 %, wodurch es sich für kohlenstoffarme Stähle eignet, um eine Entkohlung zu vermeiden, die zu einer schlechten Verschleißfestigkeit führen könnte.
- Magere Exothermie: Diese Atmosphäre hat eine nominale Zusammensetzung von N2 = 86,8%; CO = 1,5%; CO2 = 10,5%; H2 = 1,2%. Sie wird im Vergleich zur reichhaltigen exothermen Atmosphäre seltener verwendet, da sie einen geringeren Kohlenmonoxid- und Wasserstoffgehalt aufweist, was ihre Fähigkeit beeinträchtigt, Oxidation und Entkohlung zu verhindern.
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Endotherme Atmosphäre (Klasse 300): Diese Atmosphäre wird erzeugt, indem ein Gemisch aus Brennstoff und Luft in eine beheizte Kammer mit einem Katalysator gegeben wird. Das Verfahren führt zu einer kohlenmonoxid- und wasserstoffreichen Atmosphäre, die Oxidation und Entkohlung bei Wärmebehandlungsprozessen wirksam verhindert. Es ist besonders nützlich für Anwendungen, die eine genaue Kontrolle über die Zusammensetzung der Atmosphäre erfordern.
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Inerte Atmosphären: Dazu gehören Gase wie Argon, Stickstoff und Helium, die nicht mit den zu erhitzenden Materialien reagieren. Sie werden verwendet, um Oxidation und andere chemische Reaktionen während der Wärmebehandlung zu verhindern. Inerte Atmosphären sind besonders nützlich für empfindliche Materialien oder Prozesse, bei denen die Anwesenheit von Sauerstoff oder anderen reaktiven Gasen schädlich sein könnte.
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Andere Atmosphären:
- Klasse 200: Diese einfache Atmosphäre wird durch Entfernen von Kohlendioxid und Wasserdampf aus einer Stickstoffbasis erzeugt. Sie wird in der Regel bei weniger kritischen Anwendungen eingesetzt, bei denen eine einfache, saubere Atmosphäre erforderlich ist.
- Klasse 600: Diese Atmosphäre basiert auf Ammoniak und wird für spezielle Anwendungen verwendet, bei denen die Eigenschaften von Ammoniak von Vorteil sind, wie z. B. bei bestimmten Nitrierverfahren.
Jede dieser Atmosphären dient einem bestimmten Zweck bei der Wärmebehandlung von Metallen, je nach dem gewünschten Ergebnis und den Eigenschaften der zu behandelnden Materialien. Die Wahl der Atmosphäre ist entscheidend, um die gewünschten metallurgischen Eigenschaften zu erzielen und unerwünschte Reaktionen während des Erhitzungsprozesses zu vermeiden.
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