DD205187A1 - METHOD FOR THE CHEMICAL-THERMAL TREATMENT OF METAL - Google Patents
METHOD FOR THE CHEMICAL-THERMAL TREATMENT OF METAL Download PDFInfo
- Publication number
- DD205187A1 DD205187A1 DD24009782A DD24009782A DD205187A1 DD 205187 A1 DD205187 A1 DD 205187A1 DD 24009782 A DD24009782 A DD 24009782A DD 24009782 A DD24009782 A DD 24009782A DD 205187 A1 DD205187 A1 DD 205187A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- voi
- vol
- deep
- air
- heat treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemisch-thermischen Behandlung von Metallen, insbesondere Stahl-und Gussteile in Waermebehandlungsanlagen. Ziel der Erfindung ist, den anlagen- und messtechnischen Aufwand zu verringern und die Standzeit der Waermebehandlungsanlage zu erhoehen. Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen, das innerhalb des Temperaturbereiches von 1073,15-1473,15 K den Einsatz eines nichtexplosiblen Schutzgases, kleiner gleich 5 Vol-% brennbare Bestandteile, zum aufkohlenden und kohlungsneutralen Gluehen, ermoeglicht. Die erfindungsgemaessen Merkmale bestehen darin, dass mit einer Zugabe von 0,4-1,0Vol-%Ctief3Htief8u.3-4Vol-%Luft zu100 Vol-%Ntief2bei einer Temperatur oberhalb 1073,15K ein Schutzgas mit einer temperaturabhaengigen Zusammensetzung < 0,05 Vol-% CO tief 2 + H tief 2 O, 1,5 Vol-% CO, 2,0 Vol-% H tief 2, 1-1,5 Vol-% CH tief 4, < 1 Vol-% Luft und Rest N tief 2 hergestellt wird. Anwendung der Erfindung fuer Metalle, insbesondere Stahl- und Gussteile in Waermebehandlungsanlagen.The invention relates to a method for the chemical-thermal treatment of metals, in particular steel and castings in heat treatment plants. The aim of the invention is to reduce the investment and metrological effort and increase the life of the heat treatment plant. The object of the invention is to provide a method which, within the temperature range of 1073.15-1473.15 K, allows the use of a non-explosive shielding gas, less than or equal to 5% by volume of combustible constituents, for carburizing and carbon neutral annealing. The inventive features are that with an addition of 0.4-1.0Vol% Ctief3Htief8u.3-4Vol-% air to 100 vol% Ntief2bei a temperature above 1073.15K a protective gas with a temperature-dependent composition <0.05 vol -% CO deep 2 + H deep 2 O, 1.5 vol% CO, 2.0 vol% H deep 2, 1-1.5 vol% CH deep 4, <1 vol% air and balance N deep 2 is produced. Application of the invention for metals, in particular steel and castings in heat treatment plants.
Description
240097 4240097 4
Verfahren zur chemisch-thermischen Behandlung von MetallProcess for the chemical-thermal treatment of metal
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemisch-thermisehen Behandlung von Metall, insbesondere Stahl- und Gußteile in Wärmebehandlungsanlagen.The invention relates to a method for the chemical-thermal treatment of metal, in particular steel and castings in heat treatment plants.
.Charakteristik der bekannten technischen Lösungen.Characteristic of the known technical solutions
In der Praxis ist ein Verfahren zur chemisch-thermischen Behandlung von Metall bekannt, bei dem das Aufkohlen von randentkohlten Schichten unter Endogas, d. h. mit 20 - 23 VoI % 00, 30 - 40 VoI % H2, < 2 VoI % CO2 + H2O, Rest N2 erfolgt«' Nachteilig ist dabei, daß nur Glühprozesse oberhalb 1023,15 K unter dieser Gasatmosphäre durchführbar sind» Alle Erwärmungs- und Abkühlungsprozesse erfordern zudem bei dieser Gasart inerte explosionssichere Gasatmosphären. Für den notwendigen Wechsel der Gasatmosphäreη wird ein hoher anlagentechnischer Aufwand benötigt.In practice, a process for the chemical-thermal treatment of metal is known in which the carburization of edge decarburized layers under endogas, ie with 20 - 23 VoI % 00, 30 - 40 VoI% H 2 , <2 VoI % CO 2 + H 2 O, remainder N 2 takes place "'A disadvantage is that only annealing processes above 1023.15 K can be carried out under this gas atmosphere." All heating and cooling processes also require inert gas atmospheres in this type of gas. For the necessary change of Gasatmosphäreη a high plant engineering effort is needed.
Ein weiteres Verfahren (firmeneigene Druckschrift der Firma "Ebner-Industrieofenbau", Linz/Österreich, 1979)» auch unter dem Begriff "restaurierendes Glühen" bekannt, verwendet als Gasatmosphäre Inertgas mit 2-9 VoI % 00, 2 - 5 VoI % H2, < 0,1 VoI % 0O2, Rest N2. Es zeigt sich, daß neben dem separaten Inertgaserzeuger Ofenanlagen mit Schutzgasschleusen, um den Eintritt von Luftsäuerstoff beim Chargieren des Wärmegutes zu vermeiden, erforderlich sind. Die Messung und Regelung der einzuhaltenden Ofengasatmosphäre erfolgt durch das Erfassen vom CO-Gehalt bzw. des PartialdruckverhältnissesAnother method (company-owned publication of the company "Ebner-Industrieofenbau", Linz / Austria, 1979) »also known as" restorative annealing ", uses inert gas as a gas atmosphere with 2-9 VoI % 00, 2 - 5 VoI % H 2 , <0.1 VoI % 0O 2 , balance N 2 . It turns out that in addition to the separate inert gas furnace furnace systems with protective gas locks to prevent the entry of aerated acid during charging of the heat, are required. The measurement and control of the furnace gas atmosphere to be maintained by the detection of the CO content or the partial pressure ratio
24·.ΜΛΙ1982*ϋ1187.Ο24 · .ΜΛΙ1982 * ϋ1187.Ο
*· 2 · ·* · 2 · ·
^2^ 2
240097 Λ 240097 Λ
o Dabei ergeben sich hohe und aufwendige Forderungeno This results in high and expensive demands
an die notwendige Meßtechnik, da bereits C02-Schwankungen im ppm-Bereich die Gleichgewichtsbedingungen der homogenen Wassergasreaktion soweit verändern können, daß anstelle der gewünschten aufkohlenden Wirkung eine Entkohlung oder aber Rußbildung auf der Wärmegutoberfläche stattfindet» Andere bekannte Verfahren (DE-OS 25 39 722) verwenden Stickstoff N2 als Trägergas und setzen Kohlenwasserstoffe CNHM, Z0Bo Methanol CHoOH, Butan C4H^0, Propan CoHg usw. als Zusatzgas mehr oder weniger kontrolliert ein ο Bei ihnen entsteht jedoch immer ein explosibles Gasgemisch, da die für die Aufkohlung maßgebende Komponente, der CO-Gehal.t im Ofengas entsprechend groß sein muß· Ein inertes Spülgas ist wie bei dem Endogasverfahren notwendig. Rußablagerungen sind ebenfalls nicht auszuschließen.to the necessary measurement technique, since even C0 2 fluctuations in the ppm range, the equilibrium conditions of the homogeneous water gas reaction can change so far that instead of the desired carburizing decarburization or soot formation takes place on the Wärmegutoberfläche »Other known methods (DE-OS 25 39 722 ) use nitrogen N 2 as a carrier gas and use hydrocarbons CNHM, Z 0 Bo methanol CHoOH, butane C 4 H ^ 0 , propane CoHg etc. more or less controlled as an additional gas ο However, they always produce an explosive gas mixture, as they are responsible for the Carburization decisive component, the CO-Gehal.t must be correspondingly large in the furnace gas · An inert purge gas is necessary as in the Endogasverfahren. Soot deposits are also not excluded.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, den anlagen- und meßtechnischen Aufwand zu verringern und die Standzeit der Wärmebehandlungsanlage zu erhöhen.The aim of the invention is to reduce the investment and metrological effort and to increase the service life of the heat treatment plant.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das innerhalb des Temperaturbereiches von 1073 »15 - 14-73 »15 K den Einsatz eines nichtexplosibleη Schutzgases, < 5 VoI % brennbare Bestandteile zum aufkohlenden und kohlungsneutralen Glühen ermöglichteIt is an object of the invention to provide a method which allowed within the temperature range of 1073 »15-14-73» 15 K the use of a nichtexplosibleη shielding gas, < 5 % by volume of combustible constituents for carburizing and carbon neutral annealing
Die erfindungsgemäßen Merkmale bestehen darin, daß mit einer Zugabe von 0,4· - 1,0 VoI % O3H8 und 3-4- VoI % Luft zu 100 VoI % N2 bei einer Temperatur oberhalb 1073»15 K ein Schutzgas mit einer temperaturabhängigen Zusammensetzung < 0,05 VoI % CO2 + H2O, 1,5 VoI % CO, 2,0 VoI % H2, 1 1,5 VoI % CH4, < 1 VoI % Luft und Rest N2 hergestellt wird· Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß Propan CoHg durch andere Kohlenwasserstoffe CNHM ersetzbar ist« .The features of the invention are that with an addition of 0.4 · - 1.0 VoI % O 3 H 8 and 3-4 VoI % air to 100 VoI % N 2 at a temperature above 1073 »15 K, a protective gas with a temperature-dependent composition < 0.05 % by volume of CO 2 + H 2 O, 1.5% by volume of CO, 2.0 % by volume of H 2 , 1.5% by volume of CH 4 , <1 % by volume of air and balance N 2 Another feature is that propane CoHg can be replaced by other hydrocarbons CNHM.
2400 9 7 42400 9 7 4
Es gehört auch zur Erfindung, daß die Luft durch Sauerstoff O2 austauschbar iste It is also part of the invention that the air is exchangeable with oxygen O 2 e
Das abschließende Merkmal besteht darin, daß der Aufkohlungsvorgang über den Methananteil OH^ der Atmosphäre abläuft,,The final feature is that the carburizing process proceeds through the methane OH + of the atmosphere,
Ausfuhrungsbeispielexemplary
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show it:
Fig. 1 den technologischen AblaufFig. 1 shows the technological process
Fig. 2 den schematischen Aufbau der Wärmebehandlungsanlage.Fig. 2 shows the schematic structure of the heat treatment plant.
Gemäß Fig. 1 und 2 wird das chemisch-thermisch zu behandelnde Metall 12 in einer Wärmebehandlungsanlage einem Temperatur-Zeit-Verlauf D unterzogen. Die Temperatur r wird in K und die Zeit t in h angegeben. Der Temperatur-Zeit-Verlauf D setzt sich aus dem Aufheizen A, der Haltezeit B und dem Abkühlen 0 zusammen. Der für jedes zu behandelnde Metall 12 vorgegebene technologische Ablauf nach Fig. 1 schließt die Zugabe von Stickstoff N2 mit Beginn des Temperatur-Zeit-Verlaufs D und die Zufuhr von Propan CUHq sowie Luft oder O2 oberhalb einer Temperatur ,5, 1073,15 K in dem Ofenraum 10 gemäß Fig. 2 mit ein. Die Zufuhr von 100 VoI % N2 beim Aufheizen des Metalls 12 bis 1073»15 K sowie beim Abkühlen von 1073 »15 - 4-73,15 K ermöglicht ein Glühen ohne Stoff austausch zwischen Metall 12 und umgebendem Schutzgas. Mit einer Zugabe von 0,4 - 1,0 VoI % O3H8 und 3 - 4 % Luft zu 100 VoI % N2 wird bei einer Temperatur oberhalb 1073,15 K ein Schutzgas mit aufkohlender Wirkung für'das Metall 12 hergestellt. Das Schutzgas weist eine temperaturabhängige Zusammensetzung von <"0,05 VoI % 0O2 + H2O, 1,5 VoI % 00, 2 VoI % H2, 1 1,5 VoI % OH4, < 1 VoI % Luft und Rest N2 auf. Dem Metall zuzuführender Kohlenstoff O wird ausschließlich von Methananteil OH4 entsprechend dem PartialdruckverhältnisAccording to FIGS. 1 and 2, the metal 12 to be chemically-thermally treated is subjected to a temperature-time profile D in a heat treatment plant. The temperature r is given in K and the time t in h. The temperature-time curve D is composed of the heating A, the holding time B and the cooling 0 together. The predetermined for each metal to be treated metal 12 process of FIG. 1 includes the addition of nitrogen N 2 with the beginning of the temperature-time curve D and the supply of propane CUHq and air or O 2 above a temperature, 5, 1073.15 K in the oven chamber 10 of FIG. 2 with a. The supply of 100 % by volume N 2 when heating the metal 12 to 1073 »15 K and cooling of 1073» 15 - 4-73,15 K allows annealing without substance exchange between metal 12 and surrounding inert gas. With an addition of 0.4-1.0 VoI% O 3 H 8 and 3-4 % air to 100 % by volume of N 2 , a protective gas having a carburizing effect for the metal 12 is produced at a temperature above 1073.15 K. The shielding gas has a temperature-dependent composition of <"0.05 % by volume of O 2 + H 2 O, 1.5 % by volume of O 2 , 2 % by volume of H 2 , 1.5 % by volume of OH 4 , < 1 % by volume of air and the remainder N 2, to the metal to be supplied carbon O is exclusively of methane content OH 4 corresponding to the partial pressure ratio
0,05 ..· 0,030.05 .. · 0.03
bereitgestellt« Der CO-Gehalt ist am Stoffaustausch nichtprovided "The CO content is not at the mass transfer
2A0 09 72A0 09 7
t)GO mit beteiligt, da das hierfür maßgebende Verhältnis entkohlend wirkt. Der Aufkohlungsvorgang läuft über den Methananteil OEL1 der Atmosphäre abo Gemäß Fig, 2 erfolgt die Bereitstellung des Stickstoffes Ng und des Propans O3H8 durch die Piaschenbatterie 1 und Der notwendige Luft- oder P2-Bedarf kann mit Hilfe einer Pumpe bzw«1 Säuerst of fdruckf lasche 3 bereitgestellt werden , An den Mengeneinstellventilen 4, 5 und 6 werden die entsprechenden Mengen Ng, C3H8 und Luft oder Og ables- und kontrollierbar an den Mengenmessern 7» 8 und 9 eingestellt und dem gasdichten, indirekt beheizten Ofenraum 10 als Gemisch N2f O^He + Luft oder O2 zugeführt. Der Ofenraum ist mit einem Umwälzventilator 11 und einem indirekten Heizkörper 13 versehen» Das zu behandelnde Metall ist im Of enraum mit 12 dargestellt ·; Die Gasabführung 14 besteht aus 00, GOg + HgO, OH4, Hg und Ng.t) GO involved, since the relevant ratio has a decarbonizing effect. The carburizing process is running on the methane content of oil 1 of the atmosphere from o Referring to FIG, 2 is carried out to provide the nitrogen Ng and the propane O3H8 by the Piaschenbatterie 1 and the necessary air or P2 requirements may or by means of a pump "1 Säuerst of fdruckf At the Mengeneinstellventilen 4, 5 and 6, the appropriate amounts Ng, C3H8 and air or Og are readable and controllable on the flow meters 7 »8 and 9 set and the gas-tight, indirectly heated furnace chamber 10 as a mixture N2 f O ^ He + air or O 2 supplied. The furnace chamber is provided with a circulation fan 11 and an indirect heating element 13. The metal to be treated is represented in the space of space by 12 ; The gas discharge 14 consists of 00, GOg + HgO, OH4, Hg and Ng.
Durch das Verfahren ergeben sich verschiedene Vorteile· Die gleichzeitige,Anwendung der Gasarten Stickstoff N2, Propan 03% und L^ft oder Sauerstoff Og (wobei anstelle von G3H8 andere Kohlenwasserstoffe ONHM treten können) im beschriebenen Verhältnis und angeführten Temperatur-Zeit-Verlauf D ermöglicht einerseits den Wegfall sämtlicher Schutzgaserzeugungsanlagen und andererseits ist der Ablauf der chemisch-thermischen Behandlung ohne wesentliehen meßregelungs- und sicherheitstechnischen Aufwand zu verwirklichen. Die rußfreie Ofengasatmosphäre garantiert bei gleichzeitiger Kohlenstoffaufnähme durch die Oberfläche des Metalls 12 außerdem eine hohe Standzeit der thermisch und chemisch beanspruchten Teile der Wärmebehandlungsanlageo1 There are several advantages of the process: The simultaneous application of the gas types nitrogen N 2 , propane 03% and L ^ ft or oxygen Og (where instead of G3H8 other hydrocarbons ONHM can occur) in the ratio described and the temperature-time profile D mentioned allows on the one hand the elimination of all protective gas generators and on the other hand, the process of chemical-thermal treatment without essential meßregelungs- and safety effort to be realized. The soot-free furnace gas atmosphere also guarantees a long service life of the thermally and chemically stressed parts of the heat treatment system 1 while simultaneously absorbing carbon through the surface of the metal 12
Claims (4)
Propan OJEg durch andere Kohlenwasserstoffe ONHM ersetzbar ist.2, method according to item 1, characterized in that
Propane OJEg is replaceable by other hydrocarbons ONHM.
daß Luft durch Sauerstoff O2 austauschbar ist«3 method according to items 1 and 2, characterized by
that air is exchangeable with oxygen O 2 «
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24009782A DD205187B1 (en) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | METHOD FOR THE CHEMICAL-THERMAL TREATMENT OF METAL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24009782A DD205187B1 (en) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | METHOD FOR THE CHEMICAL-THERMAL TREATMENT OF METAL |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD205187A1 true DD205187A1 (en) | 1983-12-21 |
| DD205187B1 DD205187B1 (en) | 1986-12-10 |
Family
ID=5538753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD24009782A DD205187B1 (en) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | METHOD FOR THE CHEMICAL-THERMAL TREATMENT OF METAL |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD205187B1 (en) |
-
1982
- 1982-05-24 DD DD24009782A patent/DD205187B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD205187B1 (en) | 1986-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0049530B1 (en) | Method and device for carbonizing metallic pieces | |
| DE2450879A1 (en) | METHOD FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS METALS | |
| DE2657644A1 (en) | GAS MIXTURE FOR IMPORTING IN A FERROUS METAL TREATMENT FURNACE | |
| DE102008029001B3 (en) | Method and device for the heat treatment of metallic materials | |
| EP0662525B1 (en) | Process for preventing surface oxidation during steel carburizing | |
| EP0627019A1 (en) | Process for the thermochemical-heat treatment of case-hardened steels | |
| DE19736514C5 (en) | Process for jointly oxidizing and heat treating parts | |
| CH632013A5 (en) | METHOD FOR GAS CARBONING WORKPIECE FROM STEEL. | |
| DE4327440C2 (en) | Process for the thermochemical-thermal treatment of case hardening steels, quenched and tempered steels and rolling bearing steels | |
| DD205187A1 (en) | METHOD FOR THE CHEMICAL-THERMAL TREATMENT OF METAL | |
| DE102004037074B3 (en) | Heat treatment system for piece of steel comprises heating to 1100 degrees C over 120 seconds and maintained at high temperature for 0.5 to 20 seconds before rapid cooling | |
| EP1160349B1 (en) | Process and apparatus for heat treating of metallic workpieces | |
| DE3139622A1 (en) | Process for the gas-carburisation of steel | |
| DE4333940C1 (en) | Process for treating parts | |
| DE2109997C3 (en) | Process for surface alloying, in particular chromium-coating of ferrous materials | |
| EP1673483B1 (en) | Method for heat-treating iron-containing materials | |
| EP0890656B1 (en) | Process for surface nitriding of metallic workpieces | |
| WO1999011829A1 (en) | Method and device for thermal treatment of parts | |
| DE3120509C2 (en) | Process for gas nitriding of workpieces made of steel | |
| DE3922983A1 (en) | METHOD FOR CHEMICAL-THERMAL PROCESSING OF WORKPIECES, DIFFUSION COVERS PRODUCED BY THIS METHOD AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| DE954607C (en) | Process for decarburizing the surface layers of workpieces made of iron or steel | |
| EP0331929B1 (en) | Method for producing a protective atmosphere for heat treating ferrous and non-ferrous metals | |
| DE3706257C1 (en) | Process and device for producing surface layers on iron-containing components | |
| DE3534104C2 (en) | ||
| DE4034235C2 (en) | Sooting workpieces for carbon-neutral heat treatment |