متالورژي سمنان


مشخصات عمومی کوره های حمام نمک‏

مشخصات عمومی کوره های حمام نمک‏: 

از جمله خصوصیات کوره های حمام نمک انتقال حرارت سریع به ‏قطعه و نیز جلوگیری از تغییر ترکیب شیمیایی قطعه با در نظر گرفتن ‏انتخاب نمک مناسب میباشد. این فرایند، فرایندی سریع با حرارت دادن ‏یکنواخت و بازده بالا است. حمامهای نمک در محدوده وسیعی از ‏عملیاتهای حرارتی از جمله، سخت کردن عمومی، کربوره کردن ‏مایع، نیتروره کردن مایع، کربونیتروره، آستمپرینگ، مارتمپرینگ و ‏تمپر کردن به کار میروند. این عملیات برای فلزات آهنی و غیر آهنی ‏متداول میباشد. قطعات در این کوره ها به وسیله انتقال حرارت ‏رسانایی گرم شده و منبع گرما نمک مذاب میباشد. اگر چه سطع قطعه ‏در تماس با نمک قرار میگیرد ولیکن مرکز قطعه نیز تقربیا با همان ‏سرعت سطح گرم میشود و حمام نمک دمای کل قطعه را با سرعت ‏یکسان افزایش میدهد. روشهای دیگر انتقال حرارت یعنی تابش و ‏همرفت نمی توانند حرارت را به طور یکنواخت و سریع به تمام ‏قسمتهای قطعه منتقل کنند ولی در حمام نمک میتوان گرما را سریع و ‏یکنواخت به قطعه منتقل کرد. به عنوان مثال یک میله با قطر 25 ‏میلیمتر میتواند در 4 دقیقه در حمام نمک به دمای حمام برسد، در ‏حالی که 20 تا 30 دقیقه زمان برای رسیدن به دمای مشابه در روش ‏تابشی و همرفتی نیاز است. در این روش حدود 93 تا 97 درصد ‏انرژی بطور مستقیم صرف حرارت دادن قطعه میشود. در کوره های ‏اتمسفری 60 درصد انرژی صرف حرارت دادن میشود و 40 درصد ‏از حرارت به وسیله دود و غبار هدر میرود. از جمله مشخصات دیگر ‏این کوره ها حفاظت سطحی قطعه و جلوگیری از پیچش و تاب ‏خوردن آن میباشد. به دلیل اینکه حمامهای نمک نباید حاوی اکسیژن و ‏دی اکسیدکربن و بخار آب باشند. قطعات غوطه ور شده از تشکیل لایه ‏های اکسید سطح محافظت میشوند. حذف اکسیژن احتمالی موجود در ‏حمام با وارد کردن زغال چوب و سوختن آن در حمام انجام میگیرد ‏دکربوره شدن سطح قطعات فولادی نیز که ناشی از وجود اکسیژن و ‏دی اکسیدکربن است. در حمامهای نمک صورت نمیگیرد. بررسی ‏خاصیت کربن دهی و یا کربن گیری حمام با وارد کردن ورقه های ‏فولادی نازک صورت میگیرد. چنانچه پس از خارج کردن، ورقه ‏فولادی غوطه ور شده نرم تر شده باشد حمام با خاصیت کربن زدایی ‏دارد و اگر خم کردن آن سخت تر باشد حمام کربوره کننده است. حمام ‏نمک یکی از روشهای توصیه شده برای کاهش اثرات مضر حرارت ‏دادن غیر یکنواخت که میتواند باعث تغییر اندازه و شکل قطعه گردد. ‏در حمامهای نمک به دلیل گرم شدن یکنواخت قسمتهای مختلف قطعه ‏این اثرات از بین میرود. محدوده تغییر دما در حمام نمک 3 درجه ‏سانتیگراد و با توجه به نوع طراحی میباشد. لایه جامد ایجاد شده در ‏اطراف قطعه، قطعه را از گرم شدن سریع اولیه و اثرات شوکهای ‏حرارتی محافظت می نماید در ادامه با ذوب شدن این لایه دما کاملا ‏یکنواخت خواهد شد. در انتخاب یک نمک برای شرایط کاری خاص ‏باید به نکات زیر دقت داشت: ‏
‏-‏ نمک بایستی محدوده دمایی کاری مناسب با توجه به دمای ‏مورد نیاز داشته باشد. ‏
‏-‏ نمک نقطه ذوب مناسبی داشته باشد تا مانع از طولانی شدن ‏زمان ذوب و گرمای لازم برای ذوب گردد.‏
‏-‏ نمک به کار رفته باید با سایر نمکهای و سوختهایی که در ‏سیکل عملیات حرارتی مورد نظر به کار میروند سازگار باشد.‏
‏-‏ نمک مورد نظر باید قابلیت جایگزینی و تغییر را داشته باشد.‏
‏-‏ نمک باید به آسانی شسته شود تا بتوان لایه ایجاد شده برروی ‏سطح قطعه را بعد از عملیات حرارتی به راحتی با شستشو از ‏بین برد.‏
در جدول 1 مشخصات نمنکهای خنثی که در حمامهای نمک عملیات ‏حرارتی بکار میروند قابل ملاحظه است. در حمامهای نمک مقداری ‏از آهن جذب حمام میشود و به علت تماس با هوا به اکسید آهن تبدیل ‏میشود و میتواند باعث کربن زدایی سطح قطعه گردد. بنابراین با ‏اضافه کردن چند قطعه آجر سیلیسی به حمام مذاب میتوان آهن موجود ‏را به صورت سرباره حذف کرد. در کربن دهی به روش مایع در ‏حمامهای سیانوری نمک شامل 10 تا 15 درصد سیانور سدیم و ‏پتاسیم، حداکثر 40 درصد کربنات سدیم و مقادیر متفاوتی از کلرید ‏سدیم، پتاسیم و یا باریم در محدوده 850-950 درجه سانتیگراد ‏میباشد. در حمامهای سیانوری معمولا از سیانور سدیم استفاده میشود و ‏از سایر نمکها برای تنظیم غلظت کربن و کنترل دما استفاده میشود. ‏مقدار کربن و نیتروژن جذب شده به درصد سیانور و دمای حمام ‏بستگی دارد. هر چه ضخامت سخت شدن بیشتری نیاز باشد دمای ‏بالاتری انتخاب میشود. به دلیل سمی بودن بخارات، باید با هواکش ‏قوی بخارات از محیط خارج شوند و مواد زاید باقی مانده قبل از ورود ‏به پس آبها تجزیه شوند. با توجه به این مشکلات در مورادی حمامهای ‏بدون سیانید به کار میروند به صورتی که کربن به شکل پودر توسط ‏همزن وارد مذاب میگردد و در محدوده دمایی 955‏ċ‏-900 فقط کربن ‏وارد سطح میشود.نویسنده:مهندس مجید ستار


نعمت الله طاهری