CS235982B2

CS235982B2 - Method of iron and steel constructional parts hardening and equipment for application of this method

Info

Publication number: CS235982B2
Application number: CS836915A
Authority: CS
Inventors: Helmut Lohse; Ervin Schumann
Original assignee: Degussa
Priority date: 1982-09-23
Filing date: 1983-09-22
Publication date: 1985-05-15
Also published as: EP0106077A1; CS691583A2; JPS5974215A; PL243723A1; DE3235211A1

Abstract

Iron and steel articles which have been taken to austenitisation temperatures are introduced for quenching into a liquid bath, in particular an oil bath, scale formation on the surfaces of the articles being avoided also outside a blanketing gas atmosphere or a vacuum. For this purpose, the liquid is continuously degassed, preferably by treating a part stream of the liquid under reduced pressure. <IMAGE>

Description

(54) Způsob kalení konstrukčních součástí ze železa a oceli a zařízení k provádění tohoto způsobu(54) A method for quenching iron and steel components and apparatus for performing the method

Řešení se týká způsobu k^Lení konstrukčních součástí ze železa a oceei, zační teploty vložených do . kUcích, zejména olejových lázní, mimo atmosféru ochranného plynu nebo vakua a zařízení k jeho provádění, zabraujjcích vzniku okují na povrchu součássi· Kalicí kapiHm se plynuLe odplyUuje, s výhodou podtlakový^ zpracováním dílčího proudu ktiicí lázně.The present invention relates to a method for bonding iron and steel components to the initial temperatures embedded therein. For example, to prevent the formation of scale on the surface of the part of the quenching liquid, preferably by vacuum treatment of the partial flow of the quenching bath.

Vynález se týká způsobu kalení železných a ocelových konstrukčních součástí, ohřátých na austenitizační teplotu a vložených do kalicích, zejména olejových lázní, mimo atmosféru ochranného plynu nebo vakua, a zařízení к provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method for quenching iron and steel components heated to an austenitization temperature and embedded in quenching, especially oil baths, outside the shielding gas or vacuum atmosphere, and to apparatus for carrying out the method.

Kalení konstrukčních součástí ze železa a oceli se provádí, po austenitizaci v Žíhací peci, většinou v kapalné lázni, s výhodou olejové. Aby se zabránilo oduhličení, přeuhličení a oxidaci, probíhá v austenitizační peci za stanovených podmínek ochranného plynu.The hardening of the iron and steel components is carried out, after austenitization in an annealing furnace, mostly in a liquid bath, preferably an oil bath. In order to prevent decarburization, overcarburization and oxidation, it takes place in the austenitization furnace under the defined shielding gas conditions.

ftada pecí tohoto druhu je vybavena přistavěnými kalicími a zavážečími komorami, v nichž je rovněž ochranná atmosféra, například podle NSR patentu č. 1 758 460, nebo vakuum· Výhodou takového uspořádání je to, že se zabrání zokujení povrchu konstrukčních součástí při přemísťování do kalicí lázně a především v samotné kalicí lázni· Lázně, obzvláště olejové kalicí lázně, jejichž povrch je neustále ve styku s ochranným plynem nebo s vakuem, nepřijímají z okolí kyslík ani vodní páru. Protože lázeň ztrácí přívodem horkých konstrukčních součástí svůj původní obsah kyslíku a vodní páry, udrží se, v takovém zařízení po jisté době náběhu, na konstrukčních součástech čistý povrch bez okují·the furnace of this kind is equipped with built-in quenching and charging chambers in which there is also a protective atmosphere, for example according to German Patent No. 1,758,460, or a vacuum. and especially in the quenching bath · Spas, especially oil quenching baths, the surface of which is constantly in contact with the shielding gas or vacuum, do not receive oxygen or water vapor from the surroundings. Since the bath loses its original oxygen and water vapor content by supplying hot components, a clean surface without scales is retained on the components after such a rise time in such a device.

Integrace kalicí lázně do ochranné atmosféry pece však není často proveditelná z cenových nebo konstrukčních důvodů· Aby se zabránilo oxidaci při dopravě vsázek horkých součástí, používá se zejména u šachtových pecí, často ochranných poklopů· Použití takového poklopu u vakuových pecí je popsáno v NSR patentu č· 2 156 306. U takových zařízení působí na povrch kalicí lázně neustále okolní vzduch a kalicí kapalina obsahuje proto ve značném množství kyslík i vodní páru· Proto podle druhu oceli konstrukčních součástí dochází v kalicí lázni к většímu nebo к menšímu zokujení povrchu, třebaže při přemísťování vsázek se zabrání oxidaci použitým ochranným poklopem· Na choulostivých ocelích mohou, například v důsledku obsahu kyslíku v olejové lázni, vzniknout silné vrstvy okují, které se částečně odlupují.However, the integration of the quenching bath into the furnace protective atmosphere is often not feasible for cost or construction reasons. · To prevent oxidation in the transport of hot component batches, it is used mainly in shaft furnaces, often protective covers. The use of such a cover in vacuum furnaces is described in · 2 156 306. Ambient air is constantly affected by the surface of the quenching bath and the quenching liquid therefore contains a significant amount of oxygen and water vapor. Therefore, depending on the type of steel of the components, Oxidation by the protective cover used is prevented from the charge. · On delicate steels, for example, due to the oxygen content of the oil bath, thick scale layers can be formed which partially peel off.

Účelem vynálezu je odstranit tyto nevýhody a zabránit vzniku vrstvy okují na povrchu zakalených konstrukčních součástí.The purpose of the invention is to overcome these disadvantages and to prevent the formation of a scale layer on the surface of the turbid components.

Předmětem vynálezu je způsob kalení konstrukčních součástí ze železa a oceli, z austenitizační teploty vložených do kalicích, zejména olejových lázní, mimo atmosféru ochranného plynu, nebo vakua· Podstata vynálezu spočívá v tom, že se kalicí lázeň plynule odplyňuje· Odplynění probíhá β výhodou v podtlakovém pásmu.The object of the invention is a method of quenching iron and steel components, from austenitization temperature embedded in quenching, especially oil baths, outside the shielding gas or vacuum atmosphere. The essence of the invention is that the quenching bath is continuously degassed. band.

Přitom se do odplynovací nádoby, připojené к vakuovému potrubí, plynule nasává kalicí lázeň, v důsledku sníženého tlaku se odplyňuje a vrací se zpátky do kalicí lázně pomocí čerpadla. Velikost potřebného tlaku v odplynovací nádobě závisí na stavu kalicího média. Při vysokém obsahu plynu na začátku odplyňování se může pracovat, v důsledku silného vyvíjení par , jen s relativně nepatrným podtlakem kolem 20 kPa· Po delší době odplyňování se může tlak snížit na hodnotu 0,1 kPa i nižší·In this case, the quench bath is continuously sucked into the degassing vessel connected to the vacuum line, degassed as a result of the reduced pressure and returned to the quench bath by means of a pump. The amount of pressure required in the degassing vessel depends on the state of the quenching medium. At a high gas content at the beginning of the degassing operation, only a relatively low vacuum of about 20 kPa can be operated due to the strong vapor evolution.

Regulací hladin kalicí lázně v odplynovací nádobě se zajistí, že se nádoba úplně nevyprázdní a Že tedy v čerpadle nedojde ke kavitaci·By controlling the quenching bath levels in the degassing vessel, it is ensured that the vessel is not completely emptied and that cavitation does not occur in the pump ·

Předmětem vynálezu je rovněž zařízení к provádění tohoto způsobu, které obsahuje kalicí nádrž· Podle vynálezu je ke kalicí nádrži přes sací potrubí, které ústí do horní části kalicí lázně, a přes výtlačné potrubí, opatřené čerpadlem a ústící do spodní části kalicí lázně, připojena odplynovací nádoba, spojená vakuovým potrubím s vývěvou.The invention also relates to an apparatus for carrying out this method comprising a quenching tank. According to the invention, a degassing means is connected to the quenching tank via a suction line which opens into the upper part of the quenching bath and via a discharge line provided with a pump and vessel connected by vacuum pipe to vacuum pump.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s výkresem, na němž je schematicky zobrazen příklad provedení zařízení podle vynálezu· Kalicí lázeň 2, s výhodou kalicí olej v kalicí nádrži j.» ^se sacím potrubím 5 nasává do odplynovací nádoby Д následkem podtlaku, který v ní je. Odplyňovací nádoba 1 je připojena vakuovým potrubím 8 к vývěvě 2» která neustále odsává uvolňující se plyny z odplyňovací nádoby 4·The invention will be explained in connection with the drawing which schematically illustrates an embodiment of a device according to the invention · Hardening Bath 2, preferably a quenching oil into the quenching tank j. ^»Intake manifold 5 is sucked into a degassing vessel Д result of negative pressure that is in it. The degassing vessel 1 is connected by a vacuum line 8 to a vacuum pump 2 which continuously evacuates the evolving gases from the degassing vessel 4 ·

Odplyněná kalicí kapalina je dopravována Čerpadlem 6 přes výtlačné potrubí 2 zpátky do kalicí nádrže J.· Přitom je celá soustava nastavena tak, aby čerpadlo 6 neustále dopravovalo větší množství, než jaké se nasává sacím potrubímThe degassed quenching liquid is conveyed by the pump 6 through the discharge line 2 back to the quenching tank J. · The entire system is set so that the pump 6 continuously delivers more than the suction line sucks

Výška kapaliny v odplyňovací nádobě 4 se s výhodou reguluje dvěma spínači 10. 11 hladiny odplyňovací nádobě 4 a magnetickým ventilem 2 v obtokovém potrubí čerpadla 6_eKdyž hladina kapaliny klesne pod dolní spínač 10 hladiny, otevře se magnetický ventil 2, čerpadlo 6 pracuje s obtokem a odplyňovací nádoba 4 se znovu naplní. Při dosažení výšky horního spínače 11 hladiny ae magnetický ventil 2 znovu uzavře.The level of the liquid in the degassing vessel 4 is preferably controlled by two level 10 degassing switches 10 and a solenoid valve 2 in the bypass line of the pump 6 _e. When the liquid level falls below the lower level switch 10, and the degassing vessel 4 is refilled. When the level switch 11 is reached, the solenoid valve 2 closes again.

Tlak v odplyňovací nádobě 4 lze libovolně zvyšovat přidáváním vzduchu do vakuového potrubí 8 přes provzdušňovací ventil 12. Takové zvyšování je nezbytné při příliš silné tvorbě pěny v počáteční fázi odplynování.The pressure in the degassing vessel 4 can be increased arbitrarily by adding air to the vacuum line 8 via the aeration valve 12. Such an increase is necessary in the case of excessive foaming in the initial degassing phase.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION a

A method of quenching iron and steel components from the austenitization temperature introduced into quenching, in particular oil baths, outside the shielding gas or vacuum atmosphere, characterized in that the bath is degassed continuously.

Method according to claim 1, characterized in that the degassing is carried out in a vacuum zone.

Method according to Claims 1 and 2, characterized in that the degassing is carried out in a degassing space through which a part of the quenching bath is continuously passed under reduced pressure.

Device for carrying out the method according to Claims 1 to 3, comprising a quenching tank, characterized in that it is to the quenching tank (1) via a suction line (3) which opens into the upper part of the quenching bath (2) and through a discharge line ( 5) equipped with a pump (6) and opening into the lower part of the quenching bath (2), connected to a degassing vessel (4) connected by a vacuum line (8) to a vacuum pump (9).

Device according to Claim 4, characterized in that the degassing vessel (4) is provided with two level switches (10, 11).