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        貴州工業氣體告訴您:工業氣體在機械制造工業的應用

        信息來源:www.biceg.cn | 發布時間:2022年07月08日

        貴州工業氣體告訴您:工業氣體在機械制造工業的應用

        工業氣體除了在冶金工業、化學工業普遍應用外,在反應國家工業化程度的機械制造業也有著非常廣泛的應用。

        機械制造業:指從事各種動力機械、起重運輸機械、農業機械、冶金礦山機械、化工機械、紡織機械、機床、工具、儀器、儀表及其他機械設備等生產的行業。機械制造業為整個國民經濟提供技術裝備,其發展水平是國家工業化程度的主要標志之一,是國家重要的支柱產業。


        金屬的切割和焊接

        機械工業應用氧氣進行金屬焊接、切割能大大提高工效,氫—氧焰、氧—乙炔焰在機械工廠中對板材、容器的切割、焊接。氧—丙烷焰切割可提高切割面的光潔度。代替了部分零件的鑄、鍛、銑、創。氧氣它本身作為助燃劑與乙炔、丙烷等可燃氣體配合使用,達到焊割金屬的作用,各行各業中,特別是機械企業里用途很廣,作為切割之用也很方便,是首選的一種切割方法。


        1、 金屬熱處理

        氮是一種中性氣體。在非活化狀態下,氮可用作保護加熱,防止鋼鐵的氧化、脫碳,因而廣泛地用于光亮淬火、光亮退火、光亮回火等熱處理工藝中。在真空熱處理時,氮氣常作為冷卻介質使用;充氮加壓油淬時,氮氣既可保護真空爐的電熱元件,又可通過調節氮氣壓力,提高鋼件的淬硬性。在一定電壓和低真空狀態下,氮會電離,可進行離子滲氮和離子氮碳共滲,在滲碳、滲氮時,常用氮氣進行爐內吹洗、排氣,爐門的氣簾密封,滲碳后的防氧化冷卻;在停氣斷電時,將氮氣送入爐內,可防止爐氣爆炸,保證安全操作。氮基氣氛處理具有節省能源、氣源豐富、安全經濟、適應性廣等優點。已能穩定地用于退火、淬火、滲碳、滲氮等多種熱處理工序。為制造出高質量的歐元硬幣,制造工藝中所用的鋼合金硬幣沖模必須經過特別的熱處理。


        2、金屬的低溫處理

        液氮能使殘余的奧氏體組織,迅速轉變為堅硬、致密而穩定的馬氏體組織,能提高金屬零件與刀具耐用度0.5~1.5度。廣泛應用于軋輥、火車車輪、切削刀具等方面。此外,模具、凸輪、齒輪等零件采用低溫處理,壽命會得到提高,還可以用于不銹鋼、硬質合金、有色金屬甚至是塑料玻璃等材料。


        3、切割

        高純氮氣和高純氦氣、高純二氧化碳一起用作激光切割機的激光氣體。


        4、焊接加工

        用作鋁制品、鋁型材加工、鋁箔軋制等的保護氣體,用作回流焊和波峰焊配套的保護氣體,套焊接質量。


        5、鈷爐化學清洗

        鈷爐在采用氫氟酸清洗和氨洗結果排除廢液時,用充入氮氣式頂排可以得到較好漂洗耳恭聽效果,為防止鈷爐內腔產生二次銹蝕。


        6、輪胎工業



        (1) 提高輪胎行駛的穩定性和舒適性

        氮氣幾乎為惰性的雙原子氣體,化學性質極不活潑,氣體分子比氧分子大,不易熱漲冷縮,變形幅度小,其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30~40%, 能保持穩定胎壓,提高輪胎行駛的穩定性,保證駕駛的舒適性;氮氣的音頻傳導性低,相當于普通空氣的1/5,使用氮氣能有效減少輪胎的噪音,提高行駛的寧靜度。


        (2) 防止爆胎和缺氣碾行

        爆胎是公路交通事故中的頭號殺手,據統計,在高速公路上有46%的交通事故是由于輪胎發生故障引起的,其中爆胎一項就占輪胎事故總量的70%。汽車行駛時,輪胎溫度會因與地面磨擦而升高,尤其在高速行駛及緊急剎車時,胎內氣體溫度會急速上升,胎壓驟增,所以會有爆胎的可能。而高溫導致輪胎橡膠老化,疲勞強度下降,胎面磨損劇烈,又是可能爆胎的重要因素。而與一般高壓空氣相比,高純度氮氣因為無氧且幾乎不含水份不含油,其熱膨脹系數低,熱傳導性低,升溫慢,降低了輪胎聚熱的速度,不可然也不助燃等特性,所以可大大地減少爆胎的幾率。


        (3) 延長輪胎使用壽命

        使用氮氣后,胎壓穩定體積變化小,大大降低了輪胎不規則磨擦的可能性,如冠磨、胎肩磨、偏磨,提高了輪胎的使用壽命;橡膠的老化是受空氣中的氧分子氧化所致,老化后其強度及彈性下降,且會有龜裂現象,這時造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。氮氣分離裝置能極大限度地排除空氣 中的氧氣、硫、油、水和其它雜質,有效降低了輪胎內襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現象,不會腐蝕金屬輪輞,延長了輪胎的使用壽命,也極大程度減少輪輞生銹的狀況。


        (4) 減少油耗,保護環保

        輪胎胎壓的不足與受熱后滾動陰力的增加,會造成汽車行駛時的油耗增加;而氮氣除了可以維持穩定的胎壓,延緩胎壓降低之外,其干燥且不油不含水,熱傳導性低,升溫慢的特性,減低了輪胎行走時溫度的提高,以及變形小抓地力提高等,降低了滾動阻力,從而達到減少油耗的目的。飛機的輪胎是用氮氣充氣的,因為氮氣是惰性氣體,在輪胎內的滲透率低,可保持胎壓穩定,減少爆胎幾率,使輪胎壽命延長,并減少輪胎在凹凸路面的震動,使車輛行駛平穩,它還有音量傳導率低的功能,從而大大降低了輪胎與地面摩擦時產生的噪音等等。特別是高熱氣候時期,在高速路上,氮氣輪胎可以盡現其長處。


        利用氬的惰性,在電孤焊時用氬作保護氣體,可防止被空氣氧化、氮化、鈦、鉬及合金和不銹鋼等。

        1、氣態二氧化碳

        (1) 焊接

        二氧化碳氣體保護焊,可以廣泛用于多種材料的焊接,其保護效果不如其他稀有氣體(如氬),但價格相對便宜許多。


        (2) 機器鑄造

        CO2是添加劑,利于機器制造。


        2、固態二氧化碳(干冰)

        (1) 模具等清洗

        在輪胎模具、橡膠模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金壓鑄模、鑄造用熱芯盒、冷芯盒中,干冰可清除余樹脂、失效脫膜層、炭化膜劑、油污、打通排氣孔,清洗后模具光亮如新。


        (2) 汽車清洗

        清洗門皮、蓬頂、車廂、車底油污等無水漬,不會引致水污染;汽車化油器清洗及汽車表面除漆等;清除引擎積碳。如處理積碳,用化學藥劑處理時間長,最少要用48小時以上,且藥劑對人體有害。干冰清洗可以在10分鐘以內徹底解決積碳問題,即節省了時間又降低了成本,除垢率達到100%。


        1、生產電真空材料和器件

        在電真空材料和器件如鎢和鉬的生產過程中,用氫氣還原氧化物粉末,再加工制成線材和帶材,若其中所用的氫氣的純度越高,水含量越低,還原溫度越低,所得鎢、鉬粉末就越細。對氫閘管、離子管、激光管等各種充氣電子管的填充氣體純度要求更高,顯像管制造中所使用的氫氣純度大于99.99%。


        2、 制造非晶硅太陽電池

        在制造非晶硅太陽電池中,也用到純度很高的氫氣。


        3、光導纖維的應用和開發

        光導纖維的應用和開發是新技術革命的重要標志之一,石英玻璃纖維是光導纖維的主要類型,在制造過程中,需要采用氫氧焰加熱,經數十次沉積,對氫氣純度和潔凈度都有很高要求。


        4、 焊接

        用氫氣和氧氣可進行焊接。氫氣在氧氣中燃燒的溫度可達3100K,氫通過電弧的火焰時分解成原子氫,生成的原子氫飛向熔接表面,金屬依靠吸收原子氫的熱被進一步加熱、熔化,使金屬焊接表面的溫度高達3800-4300K。這種原子氫可用于最難熔的金屬、高碳鋼、耐腐蝕材料、有色金屬等的熔融和焊接。用原子氫進行焊接的優點在于,氫原子束能防止焊接部位被氧化,使焊接的地方不產生氧化皮。


        5、 低溫

        由于氫是除氦以外具有極低沸點的氣體,液態氫在真空中蒸發可獲得14-15K的低溫,因而,在需要獲得超低溫的科學研究中,常用氫作制冷劑。

        1、 焊接

        利用氦氣不活潑的化學性質,氦氣常用于鎂、鋯、鋁、鈦等金屬焊接的保護氣。當一些金屬在加熱或熔化時,為了阻止其和大氣中的氧和氮反應, 必須用惰性氣氛保護。金屬焊接加工中消耗了大量的氦。在惰性氣體保護的鎢電弧焊(TIG)中,不熔化的鎢電、灼熱的金屬填充物和焊接區域要用連續氦或氦-氬混合進行保護。保護焊接所用的氣體混合物,可以用氦和氬按不同比例配制。根據焊接工藝、焊絲和被焊的母材的不同,混合氣的組成可以不同。通常,氦-氬混合氣中氦的含量為15%-70%,有時還可加入約0.015%的氦。


        2、切割

        氦和氦與其他氣體的混合物在等離子體電弧裝置中作為工作介質,可生產50000K以上的等離子體射流,用來切割金屬和噴鍍耐熔的合金及陶瓷。


        3、低溫處理

        由于氦的化學惰性,它在除極低溫度外的所有溫度下都接近理想氣體行為,且單位質量的熱容量高,黏度低和熱導率高等特性,所以氣氦通常被用做封閉循環低溫制冷機的工作介質。液態氦可以產生供固體物理學研究所需的極低溫。



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