DD227729A1

DD227729A1 - Verfahren und einrichtung zur chemisch-thermischen behandlung

Info

Publication number: DD227729A1
Application number: DD26846184A
Authority: DD
Inventors: Johannes Koban; Stefan Radewicz; Klaus-Eckehard Schimmel
Original assignee: Smab Forsch Entw Rat
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1984-10-17
Publication date: 1985-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur chemisch-thermischen Behandlung von Kleinteilen, die in einer Retorte bei einer bestimmten Temperatur in einem entsprechenden Wirkgasmedium durchgefuehrt wird. Durch das Verfahren und die Einrichtung sollen eine allseitige und gleichmaessige chemisch-thermische Behandlung der Teile und damit Erhoehung der Oberflaechenhaerte und Verschleissfestigkeit erreicht werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in die innerhalb eines Heizraumes angeordnete Retorte mit Waermebehandlungsgut von unten Wirkgas ueber einen Verdichter mit entsprechender Geschwindigkeit eingeleitet wird, das Waermebehandlungsgut in einen Schwebezustand versetzt, damit allseitig umspuelt und bei der vorgegebenen Prozesstemperatur gleichmaessig chemisch-thermisch behandelt wird, dass Wirkgas im oberen Bereich der Retorte wieder austritt und innerhalb des Heizraumes ueber eine Rueckfuehrleitung im Kreislauf wieder ueber den Verdichter mit entsprechender Geschwindigkeit in die Retorte eingeleitet wird.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren und Einrichtung zur chemisch-thermischen Behandlung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur chemisch-thermischen Behandlung von Kleinteilen, wie z. B. kleine Stahlkugeln, die in einer Retorte bei einer bestimmten Temperatur in einem entsprechenden Wirkgasmedium durchgeführt wird, um insbesondere die.Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit zu erhöhen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die chemisch-thermische Behandlung von Teilen, wie z. B. Nitrieren, Karbonitrieren, Aufkohlen, zur Erhöhung der Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit, ist seit langem bekannt und wird in der Praxis angewendet. Es ist bekannt, daß bei diesen Verfahren das Wärmebehandlungsgut im Ofenraum auf Rosten, Trägern oder speziellen Aufnahmevorrichtungen stehend, liegend, hängend oder lose als Schüttgut auf entsprechenden Chargenträgern chemisch-thermisch behandelt wird

Die bekannten Aufnahmevorrichtungen haben den Nachteil, daß durch das Auflegen bzw. Aufhängen der Teile an diesen Stellen nicht oder schlecht chemisch-thermisch behandelte Flächen entstehen. Die gleiche nachteilige Erscheinung tritt bei Schüttgut an den Berührungsstellen auf.

η ι.

Es ist eine Aufnahmevorrichtung mit Schaumkeramikböden (WP 70228) bekannt, bei der infolge einer bestimmten Gasdurchlässigkeit der Böden eine relativ gute Umspülung der Teile auch auf den Auflageflächen durch das Wirkgas erfolgen kann. Dies wird jedoch nur bei einer langen Dauer des chemisch-thermischen Prozesses erreicht. Für die bei Kleinstteilen erforderliche sehr kurze Prozeßführung sind somit gasdurchlässige Böden aufgrund ihrer tragen Wirkungsweise und der damit trotzdem entstehenden schlecht chemischthermisch behandelten Auflageflächen nicht geeeignet.

^q Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die bei. den bekannten Einrichtungen und Verfahren auftretenden Nachteile, insbesondere die unzureichende Wärmebehandlung an den Auflageflächen zu beseitigen um eine allseitige und gleichmäßige Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit der chemisch-thermisch behandelten Kleinteile und damit eine entscheidende Qualitätsverbesserung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die chemischthermische Behandlung von Kleinteilen eine solche Lösung zu ent-

r,Q wickeln, mit der eine gleichmäßige und vollständige chemischthermische Oberflächenbehandlung von Kleinteilen möglich ist, was insbesondere durch ein allseitiges Umspülen der Kleinteile durch das entsprechende Wirkgas erreicht werden soll. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer mit Wärmebe-handlungsgut gefüllten, gasdicht und druckfest abgedichteten Retorte, das aufgeheizte Wirkgas von unten mit dem notwendigen Druck und der erforderlichen Geschwindigkeit in die Retorte eingeleitet wird. Wodurch das Warmebehandlungsgut in einen Schwebezustand versetzt und damit allseitig umspült wird.

3Q Das Wirkgas tritt im oberen Bereich der Retorte aus.und wird einem Kreislauf zugeführt und falls erforderlich unter Zugabe von neuem Wirkgas mit dem notwendigen Druck und der entsprechenden Geschwindigkeit wieder in die Retorte eingeblasen. Die Retorte wird nach Abschluß des chemisch-thermischen Prozesses inertgasgespült

und dabei gleichzeitig das Wärmebehandlungsgut abgekühlt. Die .. Einrichtung zur Durchführung des chemisch-thermischen Prozesses besteht aus einer im Heizraum eines Ofens gasdicht und druckfest abgedichteten Retorte, in deren unterem Bereich sich die Wirkgas- - zufuhr und im oberen Bereich die Wirkgasableitung befindet. Das abgeleitete und aufgeheizte Wirkgas wird im Kreislauf wieder in die Retorte über einen Verdichter eingeleitet. Zum schnellen Erreichen der Prozeßtemperatur wird das strömende Wirkgas im Kreislauf innerhalb des Heizraumes geführt. Um bei Prozeßbeginn eine gleich-

^g mäßige Druckverteilung unter dem Wärmebehandlungsgut und anschließend eine laminare Strömung des Wirkgases zu erreichen, wird das Wärmebehandlungsgut in der Retorte auf einem engmaschigen Gitterrost gleichmäßig verteilt aufgebracht. Um einen Austritt von Wärmehandlungsteilen bei zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten des

-^g Wirkgases zu vermeiden, ist im oberen Bereich der Retorte ein eng- < maschiges Gitterrost angeordnet.

Das Verfahren und die Einrichtung zur chemisch-thermischen Behandlung bewirkt eine Wärmebehandlung der Kleinteile im Schwebezustand, so daß eine allseitige Einwirkung des Wirkgases auf die Oberfläche der Kleinteile erfolgt und damit gegenüber den herkömmlichen Verfahren eine Erhöhung der Oberflächenhärte und der Verschleißfestigkeit erzielt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1: - einen Längsschnitt durch die Wärmebehandlungseinrichtung

Die Wärmebehandlungseinrichtung besteht aus einem Ofenkörper 1, in dem sich die elektrische Heizung 2 befindet und d-ie Retorte 3 mit Wärmebehandlungsgut 4 eingesetzt ist. Der Ofenkörper 1, der auf den Stahlprofilen 5 abgestützt ist, wird mit einem Deckel 6 verschlossen. In die Retorte 3 führt von unten die Zuführleitung 7 für das Wirk- bzw. Spülgas. Zur Erzeugung der erforderlichen

Strömungsgeschwindigkeit und des Druckes befindet sich in der Zuführleitung 7 ein Verdichter 8. In der Retorte 8 ist im unteren Bereich zur Aufnahme des Wärmebehandlungsgutes und zur Verteilung des Wirkgases sowie ίπ oberen Bereich zur Vermeidung des Teileaustritts ein engmaschiges Gitterrost 9 angebracht.

Die Rückführleitungen IO für das Wirk- bzw. Spülgas führen vom oberen Retortenrand innerhalb des Heizraumes zurück zum Verdichter 8. In der Zuführleitung 7 und den Rückführleitungen 10 sind Absperrventile 11, 12, 13 angeordnet.

Der Verfahrensablauf beginnt mit dem Spülen der mit Wärmebehandlungsgut 4 gefüllten und verschlossenen Retorte 3. Dabei sind die Ventile 11 in der Rückführleitung 10 geschlossen und die Ventile 12 bzw. in der Zuführleitung 7 bzw. Abführleitung 14 geöffnet. Anschließend - erfolgt das Aufheizen auf die erforderliche Sehandlungstemperatur bei gleichzeitiger Einleitung des Wirkgases mit der notwendigen Geschwindigkeit und Druck, um die zu behandelnden Teile 4 in einen Schwebezustand zu versetzen. Das aufgeheizte Wirkgas wird im Kreislauf über einen Verdichter 8 der Retorte 3 wieder zurückgeführt. Die Ventile 11 in der Rückführleitung 10 sind geöffnet und das Ventil 13 ist geschlossen. Nach Beendigung des chemisch-thermischen Prozesses erfolgt das Abschalten der Heizung 2*und das Umschalten der Vetile 11, 12, 13 auf den Spülvorgang. Dabei tritt gleichzeitig die Abkühlung der Retorte 3 ein und es kann in relativ kurzer Zeit der Retortenwechsel vorgenommen werden.

Das Verfahren und die Einrichtung zur chemisch-thermischen Behandlung sind besonders für das Nitrieren von Kugeln bis zu einem Durchmesser von 2 mm, wie z. B. Kugeln von Servoventilen geeignet.

Claims

- 5 Patentansprüche

1. Verfahren zur chemisch-thermischen Behandlung von Kleinteilen in einer gasdicht und druckfest verschlossenen, erhitzbaren Retorte dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Spülen der mit Wärmebehandlungsgut 4 gefüllten Retorte 3 das Wirkgas bei gleichzeitigem Aufheizen im Kreislauf mit dem notwendigen Druck und der erforderlichen Geschwindigkeit von unten in die Retorte eingeleitet wird und das Wärmebehandlungsgut in einen Schwebezustand versetzt, dadurch allseitig bei der erforderlichen 3ehandlungstemperatur umspült und gleichmäßig chemisch-thermisch behandelt und daß nach Abschluß des Wärmebehandlungsprozesses durch Umschalten auf den Spülvorgang bei gleichzeitgem Abschalten der Heizung 2 die Retorte 3 abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Wirkgases in der Retorte in Abhängigkeit vom Gewicht der zu behandelnden Teile vorzugsweise im Bereich von

-1-1
1 ms bis 10 ms gewählt wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1

"^v dadurch gekennzeichnet, daß in einem verschließbaren Ofenkörper die gas- und druckdichte Retorte angeordnet ist, die ein engmaschiges Rost zur Aufnahme des Wärmebehandlungsgutes und ein engmaschiges Rost als oberen Abschluß enthält, wobei das obere Sieb den Obergang zu einer Gasrückführleitung bildet, die mit einer Zuführleitung als Ringleitung ausgeführt und von einer Heizung umgeben ist und in der unteren Zuführleitung außerhalb des Ofenkörpers ein Verdichter und Ventile angeordnet sind.

Hierzu gehört eine Seite Zeichnung