发布时间：2023-12-14 作者: 杏彩旗下平台
保证焊接的质量。质量合格后，合金块才不会在井底剧 烈的挤压和刮削下脱落 5-6 。 目前，常用的加热方法是通过 3 ～ 5 个汽油喷灯对 磨鞋底端的烘烤， 使其达到铜焊丝融化所需的温度 750 ～ 800 ℃。此种方法工作效率比较低，存在着较大的安全 隐患，其加热所产生的高温辐射，即使有遮挡物的情 况下，汽油喷灯的外壁也能达到 50 ～ 60 ℃，严重的 威胁着操作工人的生命安全，并且该温度难以维持规 定的时间。 为此，我们设计了一种新的加热装置，该装置结构 简单，效率高，安全可靠，完全满足生产的需要。
气氛渗氮处理后的性能测试结果。 运行实践表明，新研发的气体渗氮新技术不仅可用 于不锈钢工件的高品质气体渗氮处理，而且可满足各种 低、中、高碳钢、合金钢、工具钢等机械零部件的渗氮 热处理，渗氮品质好、工件变形量小、氮势控制精度高、 运行稳定可靠、再现性好。
图 2 所示为新研发的预抽真空井式控制气氛渗氮热 处理工艺流程。 工件入炉后关闭炉盖， 启动真空机组，对 炉内进行真空排气， 将炉内以及工件表面的有害化学气体、 粉 尘排出炉外。 与此同时接通电源对工件实施加热升温。 当 炉内线 Pa 时，关闭真空机组，停止真空 排气， 并继续对工件加热升温。 当工件温度升至 470 ℃ 时，对工件表面实施柠檬酸清洗，除去工件表面的钝化 膜，以保证工件表面渗氮的顺利实施。工件表面实施柠 檬酸清洗后，接着来进行加热升温，升温至所规定的渗氮 温度后，打开各工艺气氛管路，向炉内通工艺气氛，并 通过氮控仪、氢探头对炉内气氛中的 NH3、N2、H2等气 体分压做测量，控制并利用氢传感器实测炉内气氛中 的 H2分压来调节通入炉内的氨气与氨分解气的流量，使 N2、H2、NH3等气氛的构成比最佳化，以达到 N2气氛活 性化（ ）和最佳氮势（ n 值）控制的目的。实测表明， 本控制气氛渗氮新技术能有效地抑制工件表面 相脆 白层（Fe2 N）的生成，使工件表面获得理想的 Fe2N y 或 Fe2N 氮化物层和 Fe2N， Fe2・C1 y 碳化物层。
示，主要由井式气体渗氮炉、真空机组、氨裂解系统、工 艺气氛控制管理系统、氮势控制仪表软件专家系统、计算机 模拟系统、废气净化处理装置、 电气控制管理系统等构成。 设 备规格参数见表 1。
项目/单位 额定功率 /kW 额定温度 /℃ 电源电压 /V 控制电压 /V 工作频率 /Hz 有效工作尺寸/mm × mm 加热控制区数/区 加热器接法 升温时间（空炉） /h 炉温均匀性/℃ 氮势均匀性/% 极限真空度/Pa 抽真空时间/min 流量 （NH3） /m3・ h 流量 （N2） /m3・ h 柠檬酸/L・h 外形尺寸 /mm
统示意图，用户可根据工件渗氮处理技术方面的要求在智能型 氮控制仪上设定工艺控制流程。作业中，智能型氮控制
在井下落鱼事故处理过程中，常需用到磨鞋对“落 鱼”的顶端进行修理， 从而为下一步工艺措施的采取做好 基础。 磨鞋作用主要是通过焊接在磨鞋底部的硬质合金块 对“落鱼”的顶端刮、磨、挤的造面工作来实现的 理的成功与否及事故处理成本的高低。 磨鞋硬质合金块的焊接过程中，最关键的步骤就是 对磨鞋焊接部位加热与保温。因为，只有将磨鞋底端部 位加热到 800 ℃左右，融化的镍铜合金才可以做到液化的 状态 ，将硬质合金块与磨鞋本体紧密的焊在一起，只有 温度达到规定温度，并且稳定在该温度一段时间，才能
近年来随着气氛控制技术的进步为满足工业快速地发展的需要与用户的需求针对传统气体渗氮热处理存在的上述种种问题从设备工艺等多方面进行了技术研发成功地开发了预抽真空井式可控气氛渗氮新技术实现了炉内气氛氮势值的准确测量与控制解决了传统气体渗氮存在的相脆白层fen和渗层金相组织不理想渗层深度很难保证和处理品质差等问题成功地解决了不锈钢工件渗氮难题
所谓气体氮化处理，即在 470 ～ 620 ℃的氨分解气 氛下对完成淬火、回火处理的工件实施加热、保温后进 行渗氮的一种表面硬化热处理技术。主要具有处理温度 低、工件不易变形、表面氮化层硬度高、耐磨、耐腐蚀 等特点。工业上主要使用在于低、中、高碳钢、合金钢、工 具钢以及不锈钢工件的表面渗氮处理，以提高工件的耐 磨、耐蚀和抗疲劳特性。 气体渗氮历史悠远长久，早在 20 世纪 50 年代已在工业 上获得应用。传统的气体渗氮热处理炉内气氛的氮势（ n 值）与渗层深度不可控，渗氮品质很难保证，而且工件 表面易产生 相脆白层（Fe2N） ，该脆白层一定要通过研磨 等方法除去方可使用，故其推广、应用受到制约。近年 来，随着气氛控制技术的进步，为满足工业快速地发展的 需要与用户的需求，针对传统气体渗氮热处理存在的上 述种种问题， 从设备、 工艺等多方面进行了研发技术， 成 功地开发了预抽真空井式可控气氛渗氮新技术，实现了 炉内气氛氮势（ n 值）的准确测量与控制，解决了传统 气体渗氮存在的 相脆白层（Fe2N）和渗层金相组织不理 想、渗层深度很难保证和处理品质差等问题，成功地
（1.中国石油大学 （华东） 石油工程学院， 山东 青岛 266555； 2.胜利石油管理局 渤海钻井公司 管具公司， 山东 东营 257200） 摘要：设计了一种既能加热又能保温的装置，来保证焊接质量，提高磨鞋的制造水平。实践根据结果得出，该装置加热及保温效果良好， 能较大的提高生产效率和工作环境的安全性，适合推广。 关键词：套管磨鞋；事故处理；加热；装置；生产效率 中图分类号：TG431 文献标志码：A 文章编号：1002-1639(2012)03-0010-02
摘要：未解决传统气体渗氮热处理存在的氮势、渗层深度不可控，以及工件表面脆白层、不锈钢表面钝化膜严重阻碍渗氮处理顺 利实施等问题，研发了预抽真空井式可控气氛渗氮新技术。运行实践表明，新开发的预抽真空井式可控气氛渗氮新技术不仅氮势、 渗层深度可控，而且工件处理品质好，再现性高。 关键词：气体渗氮炉；井式炉；控制气氛；预抽线 文献标志码：A 文章编号：1002-1639(2012)03-0008-02
收稿日期：2011-11-28；修回日期：2012-03-06 作者简介：郭嘉毅 （1961—） ，男，本科，高级工程师，主要是做热处 理设备设计与研究工作； 黄亚兵 （1976—） ，男，专科，工程师，主要是做热处理 设备设计与研究工作.
仪根据氢探头测取的炉内气氛中的氢含量计算出（工件 渗氮加工）所需要的氨气与氨裂解气的流量。然后由质 量流量控制器（MFC）根据要求对进入炉内的氨气、氨 裂解气流量进行精确控制，以确保炉内气氛的氮势（ n 值）与给定值在工件渗氮过程中保持一致。
安全方面，氢（H2）是易燃易爆气体，渗氮过程中 出现紧急状况时， PE 智能仪会自动打开安全阀 （N2气阀） 将危险气体排出炉外，而且在工件预热与冷却阶段均可 通入氮气作保护气氛。