网带炉保护气氛探讨

紧固件的热处理通常以调质和渗碳为主。在淬火过程中都会使用到保护气氛，保护气氛的常用种类有吸热型R X气、滴注甲醇+丙烷气（液化气）的裂解气、甲醇+有机化合物（如甲苯、苯、丙酮）的裂解气等，每一种保护气氛都有其优缺点。

在螺栓、螺母用网带炉进行淬火加热时，淬火温度通常会按Ac 3+30~50℃选取，为保证产品对表面脱碳和增碳的要求，整个淬火加热过程都需要在碳势值与材料碳含量相近的保护气氛内进行。工件在网带淬火炉中加热可分为升温和保温两个过程。受炉顶搅拌风机和上排辐射管的影响，炉膛内气氛呈紊流流动。因炉尾排气扇的流量远小于炉口，碳势较高的裂解气基本是一个从加热 5区往加热1区流动的过程，而水分、空气跟随产品由入炉方向从加热1区往加热5区流动。尝试通过在加热1区位置通入氮气，达到减缓裂解气外流和减缓水汽、空气内流的目的。由于网带炉具有无炉门、工件生产中会带入一些水汽等特点，因此氮气取代裂解气的使用效果需要进行验证。

氮气可直接从空气中分离制得，价格较低，高纯氮气为中性气体，是常用的保护气氛气体。对网带淬火炉进行改进，分两组设定氮气管，在炉顶开设4个氮气注入口，分别安装气体流量计和调节阀门。氮气注入口开设在炉顶搅拌风机的风叶上方，有利于氮气在炉膛的循环。将预热区、出料口的挡火帘进行改进，在淬火加热1区增设挡火帘，主要是达到减缓炉膛内裂解气外流和外界空气水汽内流的目的。

结论：氮-甲醇保护气氛的应用探索表明该工艺是完全可行的，可实现降低保护气氛成本30%~40%的效果。同时氮气来源于空气，用氮气后可减少甲醇、甲苯等有机化活物的消耗，属于一种“绿色环保”的保护气氛热处理工艺。