看篇文章吧，本想上传原文，可是手头上没有PDF版本的，所以把文字贴上来吧。看了你就明白了。

《保护气氛在铜材退火中的选择及应用》
哈尔滨松江电炉厂　赖春林　孙长波　张琦　郭崇文
摘　要　介绍了铜材实现无氧化或少氧化退火时,所选用的可控气氛种类及各类保护气氛的制取原理和应用特点,尤其是氮基气氛应用较广。
关键词　铜材　退火　可控气氛　保护气氛
中图分类号:TF805.1　　文献标识码:B　　文章编号:1009-3230(20001)01-0005-02

        铜材在空气中加热,由于炉气中含有大量的O2,CO2,H2O使铜材表面氧化甚至烧损,采用可控气氛加热可使炉内氧气含量及含氧化性气氛的含量大大降低。实现铜材的无氧化或少氧化加热,使退火后的铜材表面质量有很大提高,还可去除酸洗工序,既节约了能源,又能提高生产效率。因此,目前在铜加工行业中保护加热得到越来越广泛的应用。

1　可控气氛中常见气体
       在可控气氛中常见的气体有O2,CO2,CO,H2,H2O及N2,其N2气在热处理温度可认为是惰性气体不参加化学反应,而O2,CO2,H2是氧化性气体,CO,H2是还原性气体。在反应中使铜材表面氧化的主要成份是O2和H2O。各气体的作用如下:
1.1　O2
       氧和铜,锌等反应生成金属氧化物,其反应式:4Cu+O2=2Cu2O氧气是使铜氧化的主要成份,气氛中极微量的氧气就足以使铜锌氧化,并且由于气氛中氧气的存在使气氛有爆炸危险。
1.2　H2O
       水蒸气是一种氧化性气氛。在气氛中由于水蒸气的存在可使含铝、铅、锡、铍的铜合金及含锌的铜合金在加热中氧化,且随着使用温度降低,氧化作用的作用越明显。
1.3　CO2
       干燥后的含N2保护气体由于CO2的存在,进入高温后使一定量的CO2和H2O反应,反应后生成水蒸气和CO,其反应式为:CO2+H2=CO+H2O反应后生成的CO及H2对炉内气氛及工件表
面质量将产生一定的影响。
1.4　CO
       CO是一种含氧气氛。CO能使Cr,Mn,Si等元素氧化,但对其它元素起还原作用。大气中CO浓度达37.5mg/m3时,对人体的机能将产生严重影响,并且CO在低温时,大量析出碳黑,影响工件质量。2CO=CO2+[C]
1.5　H2
       氢气是无色,无味,可燃的还原气体。在高温时氢能从许多氧化物中夺取氧,使氧化物还原。但是氢气是易燃易爆气体。因此对热处理设备的结构提出了更高的要求。
       随着我国铜加工行业的不断发展,保护气氛的应用种类越来越多,目前生产中主要应用的有:高纯氮气、净化放热式气氛、氮基气氛、氨分解气等。

2、现将各主要气氛的应用情况介绍如下:
2.1　高纯氮气
       氮是一种惰性气体,具有无毒,不燃烧,不爆炸,应用广泛的保护气。高纯氮气是将含N2:95%~99%普氮(主要是制氧的付产品)经过除氧,干燥过程制成99.9995%的高纯氮气,由于高纯氮气本
身并无还原能力,因此,工作炉内的氧很难被彻底置换。另外工件入炉时带进的空气也将影响到炉内的氮气的纯度。当炉内气氛的氧气含量超0.001%就将使产品表面氧化。因此高纯氮气目前只适用带有真空室的周期式炉或半连续炉使用。对于连续生产设备单一高纯氮气并不是理想的保护气氛。
2.2　净化放热式气氛
       净化放热式气氛是将原料气(液化石油气、天然气、煤油)与空气按一定比例混合后,不完全燃烧所产生的气体。经过二级净化处理,将气体中的二氧化碳和水净化到一定程度后所得到的一种气氛,其主要成份为:CO1%~3%,CO20~0.01%,H20~4%,其余为N2。露点为-40℃~-60℃。该设备 虽然结构简单,制作成本较低,但是由于在使用中受到原料气的供应、安全及运输不便等因素的限制,因此在实际生产中在很大程度上受到制约。
2.3　氮基气氛
       氮基气氛是70年代为应付国际及国内能源危机,以节能经济为宗旨而发展起来的一项新技术、新工艺。由于氮基气氛中,可燃成份较少,没有燃烧和爆炸的危险,并且氮的双分子存在于大气中易于分离,它占大气总体积的78%左右,因此,大气是最大的贮氮原料贮藏库,为氮气氛的发展提供取之不尽,用之不竭的原料。氮基气氛是一种以氮为基体并加入适量的添加剂制备而成的保护气氛。氮基气氛的成份及添加剂的种类可根据不同的材料,不同的工艺而选取。目前,我国制取氮气所主要方法有深冷室分法和分子筛空分法等。
2.3.1　深冷室分法是先将空气液化,然后根据空气中O2和N2等成份的沸点不同,将液体空气在精塔中进行多次蒸发和冷凝。并通过传质和传热过程,从而达到氧氮分离的目的。由于空气的液化和精馏是在低温(<-120℃)下进行的,所以称之为深冷室分法。该方法工艺结构复杂,制造成本较高,操作复杂,适用于产气量较大(大于200ml/h),并且将氧或氮作为付产品使用的用户。
2.3.2　分子筛法制氮目前在我国常用的有两种方法,即碳分子筛制氮法和沸石分子筛制氮法。

a·碳分子筛制氮原理是利用O2和N2在碳分子筛微孔内扩散速度不同,将O2和N2分离。其流程是一种高压吸附、常压解吸的双塔PSA工艺过程,装填碳分子筛的A、B两塔并联交替转换进行
加压吸附,产氮和减压解吸,再生,操作,从而实现氧氮分离,并连续生产氮气,每个循环周期约为120秒钟。产气量及产气浓度可随时调整。由于循环时间短,阀门切换频繁,目前普遍选用微机程序控制。电磁先导阀气动薄膜阀的切断控制方式使操作更方便。随着我国国产碳分子筛的质量的提高及工艺的不断改进,更多制氮装置采用了高压吸附常压解吸的方法。另外使其结构简单,维修费用降低。常压解吸的方法不用真空泵,因此不存在真空管道,接火等处泄漏问题,从而减少了对产品氮气的污染。
b·沸石分子筛制氮原理:沸石分子筛是由阴离子和带负电荷的硅铝氧骨架所构成的一种极性吸附剂。由于N2诱导力大于O2的诱导力,因此N2优先被沸石分子筛吸附,并在分子筛微孔内富集,
而O2除少量被吸附外,大部分富集于不吸附极中。当减压解吸时,由真空泵把N2抽出,从而完成N2和O2的分离。其工艺流程是由原料空气预处理和空气分离,由三个交替进行吸附,解吸,回氮吸附塔组成,操作周期为4分钟,即每80秒切换工作状态一次两部分组成。由于沸石分子筛制氮法的氮气是由真空泵抽出,容易受到机油的玷污,与碳分子筛制氮法相比,其流程较复杂且要增设后处理除油设备,使装置变的庞大,维修难度加大。

3　铜加工行业氮基气氛
       满足铜加工行业的氮基气氛其主要成份为:N2  95%~99%,H2  1%~5%,含氧量<5PPm,露点-40℃~-60℃。该气氛的制备是由制氮机制备的普氮(其纯度98%~99%)进行加氢催化除氧和吸附干燥的净化处理。
       用于除氧的氢源除用纯氢气外,也可用氨分解气作为代用氢。氨分解气是由液态氨气化后在催化剂作用下加热分解而成。
       氨分解气经加氢催化除氧并除去残余氨后,可作为氮基气氛中氢源。氨分解气中其主要成分为H275%,N225%,氨分解气是一种易燃易爆气体,在有空气的条件下,能燃烧放出大量的热量,由于氨分解装置出口压力较低,仅为0.05MPa,当用氨分解气作为氮气加氢催化除氧的氢气源时,必须先用氢气压缩机将其加压至0.4MPa~0.5MPa,才可以和一般的氮气纯化装置相匹配。
       目前,在我国铜加工行业,对铜材的退火,基本上都采用可控气氛,以防止摒化,提高其表面质量。各单位可根据自己的实际情况,选用保护气氛的种类,以满足生产的需要。总之,选用保护气氛对铜材进行热处理,不仅可以提高工件热处理质量,还可以大大减少工件的氧化或烧损,减少了材料损失,这为我国铜材热处理技术的发展,起到很大的推进作用。

［cuijiude 在 2010-1-19 20:12:17 编辑过］

［mickan 在 2010-1-20 8:23:22 编辑过］

一般就是 水蒸汽和氮气两种,后者成本太高.前者比较普遍

我司用氮气保护！

工业用氮气很常见！

连续退火一般用蒸汽保护，罐式退火用氮气或CO2气体保护。

用高温水蒸汽就可以了