CS215836B1 - Atmosféra pro nitrocementaci ocelí v hermetických šachtových pecích - Google Patents

Abstract

Vynález se týká atmosféry pro nitrocementaci ocelí v hermetických šachtových pecích s intenzívní nucenou cirkulací. Atmosféra je vytvořena tepelným rozkladem cementačních kapalin, etanolu, izopropanolu, popřípadě kapalíny s obje movým obsahem 40 % terpentýnového oleje, 30 % etanolu nebo kapaliny obsahující 70 °/o etanolu a 30 % petroleje. Podstata řešení spočívá v tom, že atmosféra obsahuje plynný čpavek v množství od 2 do 8 1 na každých 100 ml.

Description

Vynález se týká atmosféry pro nitrocementaci ocelí v hermetických šachtových pecích s intenzívní nucenou cirkulací.

Nitrocementací v šachtových pecích lze provádět v atmosféře připravené přimíšením plynného čpavku a uhlovodíkové složky, zpravidla přírodního plynu nebo propanu, k nosné endotermické atmosféře, tedy stejným způsobem jako při nitrocementací ve víceúčelových a průcho zích pecích.

V šachtových pecích starší konstrukce vyráběných ZEZ, n. p., Praha a označovaných typovým značením HOA lze provádět nitrocementaci rovněž v bezgenerátorových atmosférách, vznikajících za teploty procesu tepelným rozkladem nitrocementačních kapalin, které se skládají nejvhodnějl ze směsi 60 až 80 % cementační kapaliny, např. kapaliny na bázi terpentýnového oleje, acetonu a etanolu (TERAL), nebo kapaliny obsahující 70 % etanolu, 30 % petroleje, se 40 až 20 °/o vhodné nitrocementační složky, schopné za zvýšených teplot uvolňovat aktivní dusík pro difúzi do vrstvy. Jako nitrocementační složky se osvědčovaly anilin a pyridin, které byly výhodné i cenou a dostupností.

Bezgenerátorové atmosféry mají ve srovnání s atmosférami na základě nosného endoplynu značné ekonomické výhody, které spočívají v tom, že pro tuto technologii není zapotřebí vybavovat kalírny drahými endotermickými generátory, dále v nižší ceně atmosféry a konečně v malé náročnosti na obsluhu a údržbu a z toho vyplývající úspoře pracovních sil.

Starší pece typové řady HOA jsou v současné době konstrukčně zastaralé a vyznačují se kromě jiných nevýhod zejména velmi značnou mírou netěsnosti, v jejímž důsledku se v závislost od stavu a údržby pecí vznikající atmosféra kontaminovala 15 a dokonce až 50 °/o objemu vnějšího vzduchu, což význačně zhoršovalo produktivitu chemicko-tepelného zpracování a zhoršovalo reprodukovateinost technologií cementace i nltrocementace.

Proto byly v posledních letech vyvinuty nové modernizované šachtové pece, jejichž konstrukční řešení' je na vysoké úrovní. Nové pece ZET se od starých pecí HOA odlišují zejména naprostou hermetičností a vysoce účinnou nucenou cirkulací.

Experimentálními zkouškami bylo prokázáno, že nové šachtové pece ZEZ nejsou vhodné pro efektivní a levný způsob nitrocementace pomocí kapalin složených ze směsi cementační a nitrocementační složky v důsledku toho, že v podmínkách nových pecí probíhá rozklad komponent schopných sytit povrch oceli dusíkem v porovnání se starými pecemi mnohem rychleji, takže v prostředí z nitrocementačních kapalin dochází v podstatě pouze k nasycování uhlíkem, zatímco sycení dusíkem je z hlediska optimální struktury a vlastností vrstev nedostatečné.

Uvedenou nevýhodu odstraňuje atmosféra podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že do zvolené bezgenerátorové atmosféry se přidá čpavek v množství od 2 do 8 1 na každých 100 ml. Přídavek plynného čpavku v průběhu tepelné disociace uvolňuje aktivní dusík schopný na sycovat povrch zpracovávaných součástí.

Jako cementační kapalina se pro dokonale hermetické pece v případě pouhé cementace nehodí směsi užívané pro stará pece (TERAL — 40% terpentýn, 30% aceton, 30% etanol), popřípadě 70 % etanol, 30 % petrolej, protože v podmínkách dokonalé hermetičnosti má atmosféra, vznikající z těchto kapalných prostředí, příliš vysokou zásobu uhlíku, následkem toho přeuhličuje vrstvu a kromě toho silně zasazuje vnitřek pece.

Pro podmínky dokonalé hermetičnosti se osvědčily jiné cementační kapaliny chudší na uhlík, a to zejména etanol a izopropanol. V atmosférách vytvářejících se z těchto složek lze žádoucí nasycení a koncentrace dusíku v nitrocementované vrstvě dosáhnout ekonomicky přijatelnou příměsí čpavku V objemovém množství 2 až 5 litrů na každý 100 ml dávkované kapaliny.

Na rozdíl od pouhé cementace pomocí kapalin je pří nitrocementací s příměsí plynného čpavku možno v dokonale hermetických pecích užít rovněž klasických cementačních kapalín, např. 70 % etanol, 30 % petrolej nebo 40 % terpentýnový olej, 30 % aceton a 30 % etanol, jestliže se použije vyšších příměsí čpavku v množství 4 až 8 1 za 1 min. na každých 100 ml dávkované kapaliny, které vhodně redukují nadměrně vysoký nauhličovací potenciál prostředí a náchylnost k sazení.

Příklad 1

V hermetické šachtové peci s intenzívní nucenou cirkulací se při nitrocementací oceli 14140 za teploty 860 °C dosáhne při použití atmosféry z etanolu s příměsí 4,5 1 čpavku na každých 100 ml etanolu dávkovaných do pece tloušťky nitrocementované vrstvy 0,3 až 0,4 mm za 70 až 80 min. na teplotě.

Příklad 2

V hermetické šachtové peci s intenzívní nucenou cirkulací se při nitrocementací oceli 14140 za teploty 820 °C dosáhne s atmosférou z etanolu s příměsí 4,5 1 čpavku na každých 100 ml etanolu dávkovaných do pece tloušťky nitrocementované vrstvy 0,3 až 0,4 mm při výdrži 110 až 120 min. na uvedené teplotě.

Příklad 3

V hermetické šachtové peci s intenzívní nucenou cirkulací se při nitrocementací oceli 14140 za teploty 860 °C dosáhne s atmosférou z izopropanolu s příměsí 4,5 1 čpavku na každých 100 ml izopropanolu tloušťky nltrocementované vrstvy 0,3 až 0,4 mm při výdrži 70 až 80 min. na uvedené teplotě.

Příklad 4

V hermetické šachtové peci s intenzívní nucenou cirkulací se při nitrocementaci oceli 14140 za teploty 860 °C dosáhne s atmosférou z Teralu s příměsí 6 1 čpavku na každých 100 ml Teralu tloušťky nltrocementované vrstvy 0,3 až 0,4 mni při výdrži 70 až 80 min. na uvedené teplotě.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Atmosféra pro nitrocementaci ocelí v hermetických šachtových pecích s vysoce účinnou cirkulací připravená tepelným rozkladem cementačních kapalin, etanolu, izopropanolu, popřípadě kapaliny s objemovým obsahem 40 % terpenYNÁLEZU týnového oleje, 30 % etanolu nebo kapaliny obsahující 70 % etanolu a 30 % petroleje, vyznačená tím, že obsahuje čpavek v množství od 2 do 8 1 na každých 100 ml.