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工业气体在机械制造工业的应用

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工业气体除了在冶金工业、化学工业普遍应用外,在反应国家工业化程度的机械制造业也有着非常广泛的应用。 机械制造业:指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一,是国家重要的支柱产业。

氧气 

金属的切割和焊接     机械工业应用氧气进行金属焊接、切割能大大提高工效,氢—氧焰、氧—乙炔焰在机械工厂中对板材、容器的切割、焊接。氧—丙烷焰切割可提高切割面的光洁度。代替了部分零件的铸、锻、铣、创。氧气它本身作为助燃剂与乙炔、丙烷等可燃气体配合使用,达到焊割金属的作用,各行各业中,特别是机械企业里用途很广,作为切割之用也很方便,是首选的一种切割方法。 

氮气 

1、 金属热处理    氮是一种中性气体。在非活化状态下,氮可用作保护加热,防止钢铁的氧化、脱碳,因而广泛地用于光亮淬火、光亮退火、光亮回火等热处理工艺中。在真空热处理时,氮气常作为冷却介质使用;充氮加压油淬时,氮气既可保护真空炉的电热元件,又可通过调节氮气压力,提高钢件的淬硬性。在一定电压和低真空状态下,氮会电离,可进行离子渗氮和离子氮碳共渗,在渗碳、渗氮时,常用氮气进行炉内吹洗、排气,炉门的气帘密封,渗碳后的防氧化冷却;在停气断电时,将氮气送入炉内,可防止炉气爆炸,保证安全操作。氮基气氛处理具有节省能源、气源丰富、安全经济、适应性广等优点。已能稳定地用于退火、淬火、渗碳、渗氮等多种热处理工序。为制造出高质量的欧元硬币,制造工艺中所用的钢合金硬币冲模必须经过特别的热处理。 

2、金属的低温处理 液氮能使残余的奥氏体组织,迅速转变为坚硬、致密而稳定的马氏体组织,能提高金属零件与刀具耐用度0.5~1.5度。广泛应用于轧辊、火车车轮、切削刀具等方面。此外,模具、凸轮、齿轮等零件采用低温处理,寿命会得到提高,还可以用于不锈钢、硬质合金、有色金属甚至是塑料玻璃等材料。 

3、切割 高纯氮气和高纯氦气一起用作激光切割机的激光气体。 

4、焊接加工 用作铝制品、铝型材加工、铝箔轧制等的保护气体,用作回流焊和波峰焊配套的保护气体,套焊接质量。 

5、钴炉化学清洗 钴炉在采用氢氟酸清洗和氨洗结果排除废液时,用充入氮气式顶排可以得到较好漂洗耳恭听效果,为防止钴炉内腔产生二次锈蚀。

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氢气 

1、生产电真空材料和器件  在电真空材料和器件如钨和钼的生产过程中,用氢气还原氧化物粉末,再加工制成线材和带材,若其中所用的氢气的纯度越高,水含量越低,还原温度越低,所得钨、钼粉末就越细。对氢闸管、离子管、激光管等各种充气电子管的填充气体纯度要求更高,显像管制造中所使用的氢气纯度大于99.99%。 

2、 制造非晶硅太阳电池 在制造非晶硅太阳电池中,也用到纯度很高的氢气。 

3、光导纤维的应用和开发 光导纤维的应用和开发是新技术革命的重要标志之一,石英玻璃纤维是光导纤维的主要类型,在制造过程中,需要采用氢氧焰加热,经数十次沉积,对氢气纯度和洁净度都有很高要求。 

4、 焊接 用氢气和氧气可进行焊接。氢气在氧气中燃烧的温度可达3100K,氢通过电弧的火焰时分解成原子氢,生成的原子氢飞向熔接表面,金属依靠吸收原子氢的热被进一步加热、熔化,使金属焊接表面的温度高达3800-4300K。这种原子氢可用于最难熔的金属、高碳钢、耐腐蚀材料、有色金属等的熔融和焊接。用原子氢进行焊接的优点在于,氢原子束能防止焊接部位被氧化,使焊接的地方不产生氧化皮。

5、 低温 由于氢是除氦以外具有极低沸点的气体,液态氢在真空中蒸发可获得14-15K的低温,因而,在需要获得超低温的科学研究中,常用氢作制冷剂。




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