[发明专利]一种氮势计算方法及系统

说明书

本申请公开了一种氮势计算方法及系统，氮势计算方法包括：采集步骤：使用测量仪器采集氢气分压值以及炉内通入的气体通入量；水蒸气分压值计算步骤：根据所述氢气分压值以及所述气体通入量计算获得水蒸气分压值；氨气分压值计算步骤：根据所述水蒸气分压值计算获得氨气分压值；氮势计算步骤：根据所述氢气分压值与所述氨气分压值计算氮势。本发明根据二氧化碳加入渗氮气氛后与渗氮气氛中的氢气发生反应的原理，从而影响氮势计算的准确程度，并通过计算二氧化碳反应消耗的氢气对氢气值进行补偿还原，准确计算氮势值。

技术领域

本申请涉及氮势控制技术领域，尤其涉及一种氮势计算方法及系统。

背景技术

渗氮工艺广泛应用于机械零部件的生产当中，是一种重要的表面处理手段。渗氮工艺能够提高工件表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度；并且渗氮温度较低(理论上400℃-580℃)对于工件变形影响较小，往往作为工件的最终处理工序或者次工序存在，对于工件的性能有着至关重要的作用。渗氮质量的好坏，往往取决于工件表面吸收的氮浓度。氮浓度不同、零件原材料当中合金元素成分和含量的不同，会造成含氮化合物的不同。这些含氮化合物的结构决定了我们想要得到的性能。不同的氮浓度可能会引起硬度不足、表面疏松、脉状氮化物、脆性等问题。所以要提高渗氮质量，得到我们想要的组织结构，就必须控制工件表面氮含量，就需要对渗氮过程中氮势控制有深入的了解，并且能够精确计算和控制渗氮过程中的氮势值。

现有技术中都有关于氮势计算公式的算法，其中关于硬氮化的较多，采用氨分解率或者氢探头进行计算，因而通过现有技术无法实现氮势的实时控制与无法准确精准的计算氮势值。

发明内容

本申请实施例提供了一种氮势计算方法及系统，以至少通过本发明解决了氮势计算过程中无法实现氮势的实时控制与无法准确精准的计算氮势值等问题。

本发明提供了氮势计算方法，包括：

采集步骤：使用测量仪器采集氢气分压值以及炉内通入的气体通入量；

水蒸气分压值计算步骤：根据所述氢气分压值以及所述气体通入量计算获得水蒸气分压值；

氨气分压值计算步骤：根据所述水蒸气分压值计算获得氨气分压值；

氮势计算步骤：根据所述氢气分压值与所述氨气分压值计算氮势。

上述的氮势计算方法中，所述采集步骤中所述气体通入量包括二氧化碳通入量、氮气通入量、氨气通入量、氨裂解气。

上述的氮势计算方法中，所述水蒸气分压值计算步骤包括，根据所述氢气分压值通过碳质量守恒与水煤气反应平衡方程，计算获得所述水蒸气分压值。

上述的氮势计算方法中，所述氨气分压值计算步骤包括：

总气体量计算步骤：根据所述氢气分压值与所述水蒸气分压值计算获得总气体量；

气体量计算步骤：根据所述氢气分压值、所述总气体量与所述水蒸气分压值计算获得水煤气反应中二氧化碳消耗掉的氢气值、二氧化碳氢气反应产生的水蒸气值、二氧化碳氢气反应产生的一氧化碳值、反应后二氧化碳剩余值以及氮气值；

氨气分压值计算步骤：根据所述总气体的量与所述二氧化碳消耗掉的所述氢气值、所述二氧化碳氢气反应产生的所述水蒸气值、所述二氧化碳氢气反应产生的所述一氧化碳值、反应后所述二氧化碳剩余值以及所述氮气值计算获得所述氨气分压值。

上述的氮势计算方法中，所述氮势计算步骤包括，根据对所述二氧化碳消耗掉的所述氢气进行补偿还原后获得的所述氢气分压值与所述氨气分压值计算所述氮势。

本发明还提供氮势计算系统，其中，适用于上述所述的氮势计算方法，所述氮势计算系统包括：

采集单元：使用测量仪器采集氢气分压值以及炉内通入的气体通入量；