CS220240B1 - Atmosféra pro nitrocementaci ocelí - Google Patents

Abstract

Vynález se týká bezgenerátorové atmosféry, vhodné pro nitrocementaci ocelí, při níž probíhá sycení uhlíkem a dusíkem v plynotěsných šachtových a zvonových pecích s nucenou cirkulací média, nebo v komorových pecích s retortou, bez nuceného oběhu atmosféry. Podstata řešení spočívá v tom, že atmosféra je vyrobena bezgenerátorově, ze složek dávkovaných v plynné fázi, přičemž objemová dávkovaná množství jsou 25 až 8 % uhlovodíků, 55 až 82 % vzduchu a 20 až 10% čpavku, jehož rosný bod je <—20 °C.

Description

Vynález se týká bezgenerátorové atmosféry, vhodné pro nitrocementaci ocelí, při níž probíhá syoení uhlíkem a dusíkem v plynotěsných šachtových a zvonových pecích s nucenou cirkulací média, nebo v komorových pecích s retortou, bez nuceného oběhu atmosféry.

Řízené atmosféry pro tepelné a chemie ko-tepelné zpracování ocelí lze vyrábět generátorovým způsobem, nebo bežgenerátorově. Aplikace generátorových atmosfér vyžaduje značný investiční výdaj na pořízení vyvíječů, je vázána na kvalifikovanou a složitou obsluhu a obvykle pracnou a drahou údržbu zařízení.

Bezgenerátorové atmosféry mají podstatné výhody, proti atmosférám generátorovým, zejména výrazně nižší cenu, jednoduchost výroby, přičemž touto alternativou lze vytvořit dokonalé nitrocementačné vrstvy.

Bezgenerátorové nitrocementační atmosféry lze vyrábět například krakováním vhodných kapalin, dávkovaných do činného prostoru pece. Tuto· metodu však lze použít jen u šachtových pecí, značených typem Monocarb, nebo nových, dokonalejších pecí, typu RSHZM, kdy účinné médium se vkapává shora do pecního prostoru, přičemž krakováním se získá účinná atmosféra.

Dalším, důležitým aspektem navržené metody je výsledný efekt, kdy nitrocementační kapaliny sice poměrně dobře nasycují povrch ocelí uhlíkem, na druhé straně však sycení dusíkem je nedostatečné, takže výsledkem je méně hodnotná nitrocementovaná vrstva.

Uvedené nedostatky odstraňuje atmosféra pro nitrocementaci ocelí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že atmosféra je vyrobena bezgenerátorově, ze složek dávkovaných v plynné fázi, přičemž objemová dávkovaná množství jsou 25 až 8 % uhlovodíku, 55 až 82 % vzduchu a 20 až 10 % čpavku, jehož rosný bod je —2C^iqC.

Atmosféra podle vynálezu je vhodná nejen pro šachtové plynotěsné pece, pece zvonové, ale je použitelná i ve všech komorových pecích s plynotěsnou retortou, což dané metodě propůjčuje výraznou univerzálnost.

Závažný přínos atmosféry pro nitrocementaci ocelí podle vynálezu spočívá dále v tom, že umožňuje dosažení optimálního složení nitrocementdvané vrstvy, mající eutektoidní, nebo mírně nad-eutektoidní obsah uhlíku, při dostatečném nasycení vrstvy dusíkem, ležícím obvykle v rozmezí 0,25 až 0,35 %.

V následujících příkladech složení nitrocementačních atmosfér je vždy použit čpavek, jehož rosný bod je <— 20 °C.

Příklad 1

Lze například uvést, že dávkováním plynného média

CsHs 2!2 % vzduch 53 %

N.H3 '15 % do pece Monocarb se dosáhne u konstrukční oceli, při teplotě pochodu 860 °C, po S0 minutách nitrocementovaná vrstva o tloušťce 0,5 mm (viz obr. í). Vytvořená vrstva má vyhovující nasycení jak uhlíkem (~l,0 %], tak i dusíkem (0,.30 %, obr. 2). Tvrdost této vrstvy po popuštění při 200:¾ měří 750 HV (obr. 1). Jak z uvedeného příkladu vyplývá, má dané nitrocementační médium vynikající sytící schopnost.

Příklad 2

Jiným příkladem média je nitrocementační atmosféra získaná v komorové peci se zabudovanou retortou — z následujících výchozích složek:

C5H12 8 % vzduch 77 %

NH3 15 %

.....— -· - ·

Příklad 3

Při aplikaci pecí typu RSHZM lze za obdobných podmínek pochodu, jak uvedeno v příkladě 1, tj. při teplotě nitrocementačního cyklu 860 °C, době 80 minut, vytvořit vrstvu o tloušťce 0,4 mm, nasycenou na 0,9 % uhlíkem a 0,32% dusíkem, následující výchozí směsí plynů;

C3H8 vzduch

NH₃

Příklad 4 % 70% 15.%

Při dávkování výchozích složek:

C3H8 113, % vzduch 7(1 %

NH₃ 16 % do plynotěsné retorty komorové pece, lze při teplotě 860 ^QC, době 90 minut, získat nitrocementovanou vrstvu o tloušťce 0,45 mm, vyznačující se optimálními vlastnostmi.

Claims (1)

1. Atmosféra pro nitrocementaci ocelí v plynotěsných pecích s řízenou nebo nucenou cirkulací média, vytvořená štěpením uhlovodíků, zejména metanu, propanu, butanu a vyšších uhlovodíků, vzduchu a čpavku, vyznačená tím, že je vyrobena bezgenerátorovynAlezu vě ze složek dávkovaných v plynné fázi, přičemž objemová dávkovaná množství jsou 25 až 8 % uhlovodíků, 55 až 82 % vzduchu a 20 až 10 % čpavku, s rosným bodem menším než — 20 ^qC.