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금속 및 재료 가공 관련 FAQ

소둔로의 온도 변화가 제품의 연성 변화를 유발할 수 있습니까? plus minus

변동량과 위치에 따라 달라집니다. 온도, 이슬점 및 분위기 조성과 같은 주요 소둔 매개 변수의 다양성은 제품 품질에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 변동의 원인을 찾기 위해 생산 과정에서 중요한 공정 매개 변수를 기록합니다. 온도의 일반적인 편차보다 입자 성장, 경도 및 연성에 영향을 미칠 수 있습니다. 그런 다음, 불량한 품질 실행을 데이터 추세와 연관시키고 속성 변경의 원인을 파악할 수 있습니다.

이러한 변수를 모니터링하고 제어하기 위해 공정 제어 시스템을 설치하면 변동성을 줄일 수 있습니다. 제어 기술에 대한 적은 투자로 생산 비용을 절감하고 품질을 개선 할 수 있습니다. 당사의 상용 엔지니어와 광범위한 공정 제어 경험을 통해 공정 일관성을 개선하고 비용을 절감 할 수 있습니다.

Mark Lanham
Mark Lanham
애플리케이션 엔지니어, 북미

탄소강 부품은 스트레스 해소, 미세 구조 변경 및 / 또는 수년 동안 표면의 외관을 개선하기 위해 질소-수소 환경에서 일상적으로 소둔 또는 열처리되었습니다. 로의 어닐링 구성 요소에 사용되는 질소-수소 분위기의 유량 및 조성은 일반적으로 시행 착오 방식에 의해 결정됩니다. 허용 가능한 품질의 부품을 생산하는 분위기 유량과 구성이 결정되면 일반적으로 향후 어닐링 작업을 위해 고정됩니다. 로에 유입 된 질소-수소 분위기의 조성은 시간에 따라 변하지 않지만, 로 내부의 분위기의 감소 또는 산화 가능성은 로의 누출 및 초안, 발생하는 수분과 같은 불순물의 탈착으로 인해 시간이 지남에 따라 지속적으로 변합니다. 어닐링되는 구성 요소의 표면에 존재하는 구성 요소의 표면 또는 윤활유의 분해. 로 내부의 분위기의 감소 또는 산화 가능성에 대한 이러한 지속적인 변화는 상용 열처리기 및 부품 생산 업체가 일관되고 품질이 좋은 어닐링 된 구성 요소를 생산하고 글로벌 시장에서 효과적으로 경쟁하는 데 큰 어려움을 줍니다. 따라서 (1) 로 내부 분위기의 진정한 감소 또는 산화 가능성을 제어하고 (2) 소둔 된 부품의 품질을 개선하는 측면에서 상업용 열처리 기 및 부품 생산자에게 운영 유연성을 제공하기 위한 Air Products는 고급 제어 및 모니터링 시스템.

Mark Lanham
Mark Lanham
애플리케이션 엔지니어, 북미

금속 가공 산업에서는 원하는 기계적 특성과 표면 특성을 갖춘 부품을 생산할뿐만 아니라 기계적 변형 후 응력을 완화하기위한 열처리 응용 분야가 필요합니다. 오늘날 일부 회사는 발열 또는 흡열 발생기 또는 암모니아 분해기를 사용하여 필요한 분위기를 생성합니다. 질소 및 수소와 같은 기술 가스로 구성된 분위기와 비교할 때 이러한 생성된 가스에는 심각한 단점이 있습니다.

Mark Lanham
Mark Lanham
애플리케이션 엔지니어, 북미

모든 등급의 스테인리스 스틸은 상당한 비율의 크롬을 함유 한 철 기반 합금입니다. 일반적으로 스테인리스 강은 30 % 미만의 크롬과 50 % 이상의 철을 포함합니다. 이들의 스테인리스 특성은 보이지 않고 접착 성이며 보호 적이며자가 치유 형 크롬이 풍부한 산화물 (Cr₂O₃) 표면 필름의 형성에서 비롯됩니다. 스테인리스 스틸은 상온에서 녹이 슬지 않지만 크롬과 티타늄 및 몰리브덴과 같은 기타 합금 성분으로 인해 고온에서 산화되어 변색되기 쉽습니다.

산화 증가에 기여하는 요인으로는 높은 이슬점, 높은 산소 및 표면의 납, 붕소 및 질화물 산화물이 있습니다. 밝은 스테인리스 스틸의 경우 이슬점이 -40 ° F 미만이고 수소가 최소 25 % 인 고 감소 분위기에서 처리합니다.

Mark Lanham
Mark Lanham
애플리케이션 엔지니어, 북미

스테인리스 스틸 부품의 녹색은 크롬 산화물 (Cr₂O₃)입니다. 로 분위기에 산소 및 / 또는 수분이 너무 많으면 일반적으로 누수, 분위기 조임 상태 또는 분위기 가스 유량이 지나치게 낮은 경우에 발생합니다. 짙은 녹색 갈색은 로 내부에 상당한 양의 자유 산소가 발생하여 대규모 공기 누출이 발생했음을 나타냅니다.

기존의 철강 및 구리 테스트 외에도 일부 회사는 용광로를 통해 스테인리스 스틸을 사용하여 높은 수분 및 산소 수준을 확인합니다. 수분 및 산소 수준을 측정하는 더 좋고 정확한 방법은 산소 분석기와 이슬점 측정기를 설치하는 것입니다. 저렴하고 매우 정확합니다. 스테인리스 스틸 부품에 녹색 산화막이 형성되면 로 또는 분위기가 최적화되지 않았음을 나타냅니다.

Mark Lanham
Mark Lanham
애플리케이션 엔지니어, 북미

탈 아연 제거는 일반적으로 수용액에서 구리 합금으로부터 아연이 침출되는 것으로 정의됩니다. 황동 (및 기타 아연 함유 합금)의 열처리에서 탈 아연 처리는 일반적으로 합금 내 아연의 증기압이 매우 낮아 브레이징 및 어닐링과 같은 열처리 과정에서 금속 기판에서 아연을 제거하는 것을 말합니다. 탈 아연 처리는 노의 과도한 분진 발생, 다른 금속과 합금 된 아연 증기 및 극단적 인 경우 합금 특성의 손실을 초래할 수 있습니다.

탈 아연 제거가 항상 가능한 것은 아니지만 열 처리 과정에서 감소시킬 수 있습니다. 온도, 온도에서의 시간 및 로 분위기의 환원 전위를 제어하면 탈 아연을 최소화하고 열처리를 개선 할 수 있습니다. 그러나 어떤 변수를 변경해야하는지 이해하는 것은 쉽지 않습니다. Air Products의 열 처리 분야에 경험이 있는 업계 전문가는 탈 아연 처리를 최소화하여 비용을 절감하고 생산성을 개선하기 위해 조절할 수있는 변수를 정확히 찾아 낼 수 있습니다.

Mark Lanham
Mark Lanham
애플리케이션 엔지니어, 북미

밝은 강철의 소둔 열처리는 강철 산화물로 환원되는 조건이 필요합니다. 일반적으로 Ellingham 다이어그램은 순수한 금속의 산화 또는 산화의 감소에 해당하는 조건을 예측하는 데 사용되었습니다. 이 방법을 사용하여 산화철과 스테인리스 강을 고려할 때 산화철과 같은 강에 첨가 된 합금 원소의 산화물로 환원되어야하는 조건을 예측할 수 있습니다. 이 기존의 접근 방식은 순수한 금속과 그 산화물에 대해서만 열역학적 데이터 만 사용하기 때문에 정확하지 않습니다. 이는 철과 합금 성분이 고용체를 형성한다는 사실을 무시합니다. 또한 특정 온도에서 특정 금속의 산화에 대한 수소 및 수증기의 대략적인 평형 분압 비율 만 결정할 수 있습니다.

또는 FactSage와 같은 최신 데이터베이스 및 컴퓨터 프로그램을 사용하여 생성 된 철강 및 기타 합금에 대해보다 정확하고 편리한 다이어그램을 사용할 수 있습니다.™ (Thermfact / CRCT와 GTT-Technologies가 공동으로 개발 한 열화학 소프트웨어 및 데이터베이스 패키지) 또는 열-칼크 소프트웨어. 순수한 수소 또는 질소-수소 분위기의 이슬점으로 제시된 산화-환원 곡선을 사용하여 산화물을 형성하지 않고 소둔 강철의 분위기를 신속하게 선택할 수 있습니다. 그림 1의 다이어그램은 FactSage를 사용하여 계산되었습니다. 이 다이어그램은 스테인리스 스틸을 대표하는 Fe-18 % Cr 및 Fe-18 % Cr-8 % Ni 시스템의 산화-환원 곡선이 해당 Cr / Cr₂O₃ 곡선보다 높다는 것을 보여줍니다. 합금 (예 : 철강)의 경우 순수 물질 (예 : 순수 금속 및 산화물)과 솔루션 데이터베이스의 열역학적 데이터를 사용하여 더 정확한 계산을 수행 할 수 있습니다. 이러한 다이어그램은 관심있는 철강 및 다양한 분위기 조성에 맞게 특별히 제작할 수 있습니다.

이러한 방법을 사용하면 수소 사용과 제품 품질의 균형을 유지하여 어닐링 작업의 문제를 해결하고 최적화 할 수 있습니다.

그림 1 :

What’s the best hydrogen concentration for our nitrogen-hydrogen atmosphere for bright annealing of steels?

Liang He - Metals Processing R&D Engineer
Liang He
북미 금속 가공 R & D 엔지니어
공정 내 가스 순도가 적절한가? plus minus

로 분위기에 사용되는 산업용 가스 (예 : 질소, 수소 및 아르곤)는 순도가 매우 높다 (99.995 % 초과). 일반적인 불순물 수준은 산소 부피당 ppm (백만 분율)이 3ppm 미만이고 수분이 3ppm 미만입니다 (<-90 ° F 이슬점). 이 순도는 일반적으로 다양한 재료를 사용하는 많은 공정에 적합합니다. 그러나 일부 물질은 반응성이 높기 때문에 특히 벌크 또는 튜브 트레일러 공급 모드를 통해 공급되는 가스의 경우 더 낮은 수준의 불순물에 도달하기 위해 추가 정제가 필요할 수 있습니다. 일부 시설에서는 인라인 정제기를 설치하여 하우스 라인에서 수거 한 불순물을 방지합니다. 인라인 정제에는 일반적으로 산소 및 수분 제거가 포함됩니다. 때로는 아르곤 공급시 미량의 질소 불순물을 제거해야합니다. 정제기의 선택은 가스와 제거 할 불순물의 종류 및 양에 따라 달라집니다.

Don Bowe
Don Bowe
애플리케이션 엔지니어

유량계는 각각의 특정 응용 분야, 가스 유형, 가스 압력 및 작동 범위에 따라 적절한 크기로 조정해야합니다. 먼저 유량계가 계량중인 가스의 비중에 맞게 보정되었는지 확인합니다. 유량계의 라벨 또는 유리 튜브를 확인하거나 제조업체에 문의하여 확인하십시오. 둘째, 유량계를 보정 된 압력에서만 작동시킵니다. 예를 들어, 80 psi 및 1000 scfh로 보정 된 가변 영역 유량계는 40 psi에서 작동하는 경우에만 760 scfh를 전달합니다. 24 % 오류입니다. 셋째, 최고의 정확성을 위해 조정을위한 여유 공간을 확보하기 위해 유량계의 크기를 조정하여 정상적인 유량이 전체 유량의 30 % -70 % 이내가되도록합니다. 이 세 단계를 통해 가스 흐름과 궁극적으로 공정을 효율적으로 제어 할 수 있습니다.

Don Bowe
Don Bowe
애플리케이션 엔지니어

기존에는 고압 가스 실린더가 소량 또는 중용량 범위의 사용자에게 공급 모드로 사용되었습니다. 이로 인해 회사는 실린더 이동 및 고압 노출과 관련된 안전 위험에 취약 해졌습니다. 중앙 집중식 마이크로 벌크 시스템에 통합하면 실린더를 다룰 필요가 없으며 제품 혼합 위험을 줄일 수 있습니다. 또 다른 이점은 고압 컨테이너에 대한 노출 감소와 공급 업체 배송 빈도 감소로 인한 교통 혼잡 감소입니다. Air Products는 질소, 아르곤, 산소 및 이산화탄소 공급 용 고압 실린더를 대체 할 수있는 경제적 인 대안으로 microbulk 공급 옵션을 개발했습니다. 효율적이고 유연한 저장 시스템 외에도 혁신적인 배관 솔루션을 통해 실린더에서 마이크로 벌크로 원활하게 전환 할 수 있습니다.

Don Bowe
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애플리케이션 엔지니어