In Öfen mit kontrollierter Atmosphäre wird üblicherweise eine Vielzahl von Gasen verwendet, um spezifische Umgebungen für Fertigungsprozesse zu schaffen, insbesondere bei der Metallverarbeitung. Zu den am häufigsten verwendeten Gasen gehören Stickstoff, Argon, Wasserstoff, Helium und manchmal auch Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ammoniak und Kohlenwasserstoffe wie Methan, Propan und Butan. Jedes Gas erfüllt einen bestimmten Zweck bei der Steuerung der Atmosphäre im Ofen.
Stickstoff wird oft in hohen Prozentsätzen verwendet, da er inert ist und zur Aufrechterhaltung einer stabilen Umgebung ohne Sauerstoff beiträgt, der Oxidation verursachen kann. Es wird kontrolliert und reguliert, um die richtige Atmosphäre aufrechtzuerhalten und die Betriebskosten zu minimieren.
Argon ist ein weiteres Inertgas, das insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet wird, da es nicht reaktiv ist. Seine Verwendung kann jedoch im Vergleich zu anderen Gasen kostspielig sein.
Wasserstoff wird wegen seiner reduzierenden Eigenschaften verwendet, die dazu beitragen, Oxidation und Entkohlung zu verhindern, die der Qualität von Metallteilen abträglich sind. Er ist häufig Bestandteil von Gasgemischen, die zur Schaffung spezifischer Atmosphären für die verschiedenen Phasen der Metallverarbeitung geeignet sind.
Helium wird hauptsächlich zum Ausspülen unerwünschter Gase und zur Aufrechterhaltung einer sauberen, inerten Umgebung verwendet. Aufgrund seiner hohen Kosten wird es seltener verwendet, ist aber bei speziellen Anwendungen sehr effektiv.
Sauerstoff wird in kontrollierten Mengen verwendet, vor allem wegen seiner reaktiven Eigenschaften. Er muss jedoch sorgfältig überwacht werden, da hohe Konzentrationen zu Oxidation und anderen schädlichen chemischen Reaktionen führen können.
Kohlenmonoxid und Kohlendioxid werden in speziellen Anwendungen eingesetzt, in denen die Ofenatmosphäre durch die Wassergasreaktion kontrolliert werden muss. Diese Gase helfen bei der Einstellung der Gleichgewichtszusammensetzung des Gases im Ofen.
Ammoniak wird als Stickstoffquelle für Nitrierprozesse oder als Wasserstoffquelle für Reduktionsprozesse verwendet. Es kann vor Ort erzeugt, in Flaschen geliefert oder als Bulkware gelagert werden.
Kohlenwasserstoffe wie Methan, Propan und Butan werden zur Erzeugung kohlenstoffreicher Atmosphären im Ofen verwendet. Diese Gase werden sorgfältig ausgewählt, um Versottung zu vermeiden und die richtigen chemischen Reaktionen an der Stahloberfläche zu gewährleisten.
Die Wahl des Gases oder der Gasmischung hängt von den spezifischen Anforderungen des Herstellungsprozesses, dem zu behandelnden Material und dem gewünschten Ergebnis ab. Jedes Gas spielt eine entscheidende Rolle bei der Schaffung einer optimalen Umgebung für die Wärmebehandlung und gewährleistet die Qualität und Leistung des Endprodukts.
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