[发明专利]氮基保护气氛制气剂

说明书

本发明与金属热处理有关。

金属在可控气氛中进行热处理加热，不但可以避免氧化烧损、节约金属材料、得到光洁或光亮的表面，而且可以完全避免脱碳，达到提高金属材料的机械性能、延长机器零件使用寿命的目的。氮基气氛保护热处理是以氮气为基体并加入适量添加剂而制备成的一种可控气氛热处理。

氮气是中性气体，化学性质稳定，本身没有还原能力。工业氮气中或多或少含有O₂杂质，热处理炉也易被侵入炉膛的空气及工件带入的空气和水分所污染，因而单一的工业氮气并不是理想的保护气氛。化学热力学指出，欲实现无氧化加热，要求炉气氧分压低于金属氧化物分解压。生产实践表明，为实现光亮热处理，炉气含氧量应低于10ppm（即0.001%）。所以实用氮基保护气氛应含有少量还原性气体，如CO、H₂等。

氮基气氛热处理的关键设备是氮基气氛的供气系统，目前氮气制备无论是采用深冷空分法还是分子筛空分法，都存在设备投资大、生产成本高等问题，而且可供氮基气氛热处理选用的各种添加剂，如液氨、甲烷、煤油、甲醇、乙醇、三乙醇胺、甲酰胺等，均存在这样那样的问题，或易燃易爆、或有毒害作用、或产生碳黑不易裂解、或不够经济等。

本发明提出一种氮基保护气氛制气剂，其目的在于克服上述缺点。

新提出的氮基保护气氛制气剂在常温下是白色固体，无毒、难溶于水。其特征是化学成分及其所占重量百分比分别是：氮62.67-65.50%，碳30.64-35.83%，氢1.50-3.86%

本发明提出的氮基保护气氛制气剂，其使用极其简便。将氮基保护气氛制气剂直接投放炉中，在不同温度下可形成不同类型的氮基热处理气氛。在500-700℃范围内，主要形成N₂+CO+NH₃的氮基软氮化气氛;在700℃以上温度，主要形成N₂+CO+H₂的氮基保护气氛。因此，氮基保护气氛制气剂既可用于金属的少无氧化加热，又可用于钢的氮基气氛软氮化。

本发明提出的氮基保护气氛制气剂几乎可以用于现有的各种热处理设备，如台车式退火炉、箱式炉、罩式炉、井式炉、滚筒式电阻炉以及密封良好的环形或贯通式热处理炉。

同现有氮基气氛热处理相比较，本发明不需要任何单独氮基保护气氛的供气装置，生产操作简便，能源和化工原料消耗少，生产成本低。