[其他]一种无氧化热处理的方法及其设备

说明书

本发明属于重有色金属加工热处理技术，主要用于铜及其合金的无氧化热处理。

目前：在铜及其合金加工热处理方面大都采用电加热结合以下几种方法进行无氧化热处理：1.抽真空加保护性气体，2.抽真空。3.利用加热时产生的水蒸汽。（见1979年6月冶金工业出版社出版的《重有色金属材料加工手册》第3、4、5分册。）

抽真空加保护性气体进行无氧化的光亮热处理方法及设备大致如下：

现在国内大都采用井式炉（炉形似井）电阻加热原件按装在井壁上，筒式的铁罐内装入被加热产品，铁罐上加盖盖上装有阀门，并用密封垫片密封，然后把铁罐放入井式电阻炉内，用机械泵抽去铁罐内空气，要求真空度达10^-2～10^-3H₂Omm，然后加入保护性气体，加入的保护性气体压力在0.2～1.0大气压之间，加热完毕将铁罐吊至炉外冷却，在冷却过程中不能破坏罐内的保护性气氛要保持正压，防止空气进入氧化产品，一般要在100℃～200℃以下才能开盖取出物品。

在铜及其合金无氧化热处理方面选用的保护性气体有以下几种：1.完全燃烧的碳氢化合物（纯或不纯）;2.不完全燃烧的碳氢化合物;3.完全反应的碳氢化合物;4.分解氨;5.二氧化碳。以上保护性气体的成份是：N₂、CO、CO₂、CH₄、H₂这几种所组成、气体性质可分为：中性N₂、惰性CO₂还原性CO、H₂、CH₄这几种。无氧化热处理也正是利用这种性质的气体防止产品与氧接触达到无氧化热处理效果。（这种气体就称之为保护性气体）。

用以上方法进行的无氧化热处理;气密性要求很严，需加入保护性气体、抽真空、冷却、升温慢容易使铜在退火过程中延长再结晶时间造成晶粒粗化，影响光洁度和机械性能，以及电耗大并且受到炉形几何形状的限制，产品的长度形状也相应受到限制。另外由于投资大、费用高，生产率低一般只局限于对某些成品进行无氧化热处理，中间制品的退火热处理都是用氧化性的电阻炉或火焰炉进行的。

本发明的目的是利用燃料燃烧使物料加热同时产生保护性气体防止产品氧化，从而达到无氧化热处理效果，克服目前方法中的一些不足。

本发明主要是利用控制燃料量和风量以及炉内气体压强。使燃烧时产生中性和还原性气体，利用这种保护性气体使产品在加热过程中防止氧化，并在炉体上设有液池（图中2）使进出料在液体中进行（图中4、5位），以及利用液封使外界空气不能进入，此时燃烧炉膛内呈正压，物料加热完毕在保护性气体中即刻浸入液池中冷却。根据产品性能要求如要缓慢冷却，可以利用升降装置缓慢放下达到缓慢冷却。通过这种新方法及设备可以不另外加保护性气体进行对铜及其合金热处理和无氧化热处理。

以下详细说明：

燃料无非是固、液、气这三种，固液二种燃料的化学成份主要由：氢碳、氧、氮和硫这五种元素组成，只是不同的燃料，含量各自不同而已。气体燃料的成份组成是：CO、H₂、CH₄、C₂H₄以及其它碳氢化合物。这三种燃料，燃烧后生产的气体产物是CO₂、H₂O（汽）N₂当助燃空气不足时有CO和H₂当助燃空气过剩时有O₂。因此它们燃烧后的气体性质也不外乎：中性、还原性、氧化性这几种。因而只要能控制住氧化性气氛，也就是在燃烧时，当燃料为一定量时控制助燃空气量使炉内只有保护性气体没有氧化性气体，就能使产品在加热时防止氧化。

为了便于助燃空气的控制，使加热物料不氧化，还须控制好炉内气体压强，炉内气体压强应该控制在微正压情况，因为负压外界空气进入，炉内气氛不稳定物料易氧化，零压较理想，但难以实现，强正压热损失大不经济。另外燃料应与助燃空气混合充分防止助烧空气影响炉内气体气氛造成氧化。