TD技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵問題研究.pdf

1、為了將TD技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),本文針對限制TD技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行研究。從TD處理中坩堝腐蝕及其壽命、鹽浴老化及其壽命、鹽浴的偏析、TD技術(shù)表面處理與整體熱處理的合理配置、設(shè)備功能與結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等問題入手,設(shè)計(jì)出一種具備溫度精確自控功能、空氣隔離功能、克服鹽浴偏析及改善流動(dòng)性的攪拌功能、爐蓋密封及自動(dòng)升降功能、節(jié)能功能的新型外熱式坩堝TD鹽浴爐。獲得實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果和結(jié)論如下:
　　 (1)通過實(shí)驗(yàn)分析,在硼砂鹽

2、浴中,隨著Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,不銹鋼單位面積腐蝕量出現(xiàn)了急劇增加或減少的情況。Cr-Ni不銹鋼的單位面積腐蝕量急劇增加的臨界Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17％,鋼中Cr含量約在20％時(shí)得到較佳的耐蝕性。在硼砂鹽浴中,隨著Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,鋼的單位面積腐蝕量也出現(xiàn)了先急劇增加然后急劇減少的情況。但不同的是,在Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于35％以后,不管鋼中含Cr量是高還是低,隨著Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,單位面積腐蝕量趨于平緩。Cr-Ni不銹鋼的單位面積腐蝕量

3、急劇增加的臨界Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％,鋼中Ni含量約在35％時(shí)得到最佳的耐蝕性。腐蝕主要集中在硼砂與空氣的交界面處,其它部位腐蝕較弱。硼砂浴中Na2O和B2O3的存在加速了試樣的腐蝕。
　　 (2)針對殘鹽分析的試驗(yàn)結(jié)果及生產(chǎn)實(shí)際的各方因素,得出老化機(jī)理。TD熔鹽的硼砂完全分解;NA2O在反應(yīng)過程中自始至終存在,而且越到反應(yīng)后期越明顯;反應(yīng)初期,由于硼砂的分解,有大量的B2O3產(chǎn)生,并有相對應(yīng)的峰,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,B2O3不存在

4、;作為還原劑的B4C在反應(yīng)的前期是充足的,發(fā)生反應(yīng)后甚至還是有剩余的,但隨著反應(yīng),被還原處理的釩不斷被氧化,需要重新還原,B4C不斷被消耗,在后期B4C甚至不存在;BF3沒有明顯的試驗(yàn)峰與之對應(yīng),反應(yīng)生成的產(chǎn)物可能不是BF3,而是與之類似的高熔點(diǎn)氟化物;整個(gè)反應(yīng)過程中V2O5是盈余的,波峰強(qiáng)度保持相對穩(wěn)定說明其盈余量是較大的;NaF是參與反應(yīng)的,而且隨著反應(yīng)的進(jìn)行,NaF的量逐漸減少;釩是以自由原子的形式存在,而不是金屬晶體的形式存在。

5、本文針對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的老化機(jī)理提出如下防鹽浴老化措施:對TD處理采用保護(hù)氣體隔離氧氣的措施,降低待滲自由金屬原子的氧化,防止還原劑被氧化;對產(chǎn)生的可能如BF3、SiO2等高熔點(diǎn)固體,定期撈渣是降低老化,延長鹽浴壽命的一個(gè)必要措施;增加攪拌裝置;添加NaF等活化劑,活化熔鹽;定期補(bǔ)充還原劑;添加稀土,利用稀土的還原和催化作用延長鹽浴壽命。
　　 (3)通過對滲鉻的殘鹽分析得出偏析的機(jī)理。偏析的產(chǎn)生與其配方成份的比重不同、活化劑、還

6、原劑、粒度大小、反應(yīng)溫度等因素相關(guān)。當(dāng)沒有攪拌的情況下,偏析現(xiàn)象存在,例如最底層的氧化鉻是項(xiàng)層的4.5倍之多。當(dāng)熔鹽中存在鹵化物時(shí),熔鹽的偏析程度降低。熔鹽偏析時(shí)密度大的如三氧化二鉻偏析嚴(yán)重,這將嚴(yán)重影響滲鉻的效果。當(dāng)頂部沒有足夠的鉻時(shí),難以保證滲鉻效果。密度較輕的還原劑漂浮在頂部,底部缺乏足夠的還原劑也難以保證底部的滲鉻效果。基于實(shí)驗(yàn)分析和理論研究本文提出四大措施來克服偏析問題。
　　 (4)針對山東興民鋼圈股份有限公司熱處理

7、車間滾圓模進(jìn)行TD滲釩處理,對TD滲金屬和TD最終熱處理的工藝優(yōu)化問題進(jìn)行了深入的分析和探討,進(jìn)行合理優(yōu)化配置,選擇TD滲釩處理后隨爐冷至830℃,然后在100℃開水中淬火得到比較厚的覆層,基體硬度很高,晶粒也得到細(xì)化,具備較高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
　　 (5)針對坩堝腐蝕問題、鹽浴老化問題、鹽浴偏析問題以及現(xiàn)有TD處理設(shè)備的一些缺陷,尤其在節(jié)能、鹽浴偏析進(jìn)行綜合考慮,對現(xiàn)有外熱式坩堝TD鹽浴爐進(jìn)行了改進(jìn)式設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)與功能上添加了