DE1041067B - Verfahren zum Aufkohlen, Nitrieren oder Karbonitrieren von Stahlteilen - Google Patents
Verfahren zum Aufkohlen, Nitrieren oder Karbonitrieren von StahlteilenInfo
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
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Description
Beim Aufkohlen, Nitrieren oder !Carbonitrieren von Stahlteilen in Glühöfen mit Hilfe von Gasen oder Gasgemischen
eines entsprechenden Gehalts an Kohlenstoff, Stickstoff oder an beiden ist es zur Erzielung
einer überall gleichmäßigen Einsatzschicht am Behandlungsgut erforderlich, daß an der Oberfläche des
Gutes ständiger lebhafter Austausch des Behandlungsgases erfolgt, da nicht nur infolge des Übergangs von
Kohlenstoff- oder Stickstoffmolekülen aus dem Gas in die Stahloberfläche des Behandlungsgutes das Gas zunehmend
weniger wirksam wird, sondern sogar au Stellen, an denen der Gehalt des Gases an Kohlendioxyd
oder Wasserstoff überwiegt, ein Übergang von Kohlenstoff oder Stickstoff aus dem Stahl in die Gasatmosphäre
erfolgen kann. Es ist deshalb üblich, die zu behandelnden Stahlteile und das Behandlungsgas
lebhaft relativ gegeneinander zu bewegen, damit immer frisches, unverbrauchtes Gas mit den Teilen in Berührung
kommt. Dies geschieht z. B. mit Hilfe von das Behandlungsgut aufnehmenden, um eine waagerechte
Achse umlaufenden Trommeln, durch die das Gasgemisch etwa parallel zur Trommelachse in gleichbleibender
oder wechselnder Richtung hindurchgeleitet wird. Diese Einrichtungen eignen sich jedoch nur zur
Behandlung kleiner Teile und auch. nur verhältnismäßig
geringer Mengen solcher Teile. Sie lassen auch nur einen chargenweisen Betrieb zu. Für die Behandlung
größerer Teile oder größerer Mengen von Behandlungsgut, die große Glühräume erfordern, wirbelt
oder wälzt man das mit hoher Geschwindigkeit in den Glühraum eingeleitete Gasgemisch zusätzlich um. Die
schnelle Gasströmung erfordert einen hohen Gasdurchsatz mit entsprechend hohem Gasverbrauch, und
Gasumwälzeinrichtungen machen es erforderlich, daß während jedes Umlaufs das Gas abgezogen, gekühlt,
umgepumpt und nach erneutem Erwärmen wieder in den Glühraum eingeführt wird. Dieser Kreislauf hat
neben dem Nachteil erheblichen materiellen Aufwandes und großer Wärmeverluste häufig noch durch
den Temperaturwechsel bewirkte Kohlenstoffausscheidungen in Form von Ruß und damit chemische Veränderungen
der Gaszusammensetzung zur Folge- Dabei gelingt es trotz lebhaftester Gasbewegung nicht,
innerhalb von Hohlräumen an den Stahlteilen, z. B. in Bohrungen, Sacklöchern oder in den oft engen Zwischenräumen
zwischen geschichtet oder in Sammelbehältern in den Glühraum eingebrachten Stahlteilen
eine gleich tiefe Einsatzschicht zu erzielen wie an den unmittelbar dem Behandlungsgas ausgesetzten Oberflächenteilen
des Einsatzgutes.
Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren zum Aufkohlen, Nitrieren oder Karbom'trieren von Stahlteilen
mit Hilfe von Gasen und der Durchführung eines solchen Verfahrens dienende Einrichtungen, mit
Verfahren zum Aufkohlen, Nitrieren
oder Karbonitrieren von Stahlteilen
oder Karbonitrieren von Stahlteilen
Anmelder:
Elino Industrie-Ofenbau
Carl Hanf & Co.,
Düren (RhId.)
deren Hilfe es auf sehr einfache und dadurch wohlfeile Weise gelingt, Stahlteile beliebiger Größe, Form und
Menge so mit Hilfe von in üblicher Weise zusammengesetzten Gasen zu behandeln, daß sich an ihnen eine
überall gleichmäßig tiefe und gleichmäßig härtbare Oberflächenschicht ergibt. Das Verfahren und die
seiner Durchführung dienenden Einrichtungen sind zudem an Glühöfen beliebiger Art, also z. B. in Retortenöfen,
Schacht- und Kammeröfen sowie in Durchlauföfen, anwendbar.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren besteht darin, daß der Druck des Behandlungsgases innerhalb des Glühraums in ständigem Wechsel
erhöht und gesenkt wird. Die ständigen Druckschwankungen und die durch sie bewirkten Änderungen des
Gasvolumens haben einen ständigen Austausch des mit der Oberfläche des Behandlungsgutes in Berührung
kommenden Gases zur Folge, und zwar tritt dieser Gasaustausch auch innerhalb von Hohlräumen ein, die
mit dem Glühraum des Ofens nur durch feine und feinste Kanäle verbunden sind. Dieser lebhafte Gasaustausch
erfolgt z. B. sogar innerhalb der feinen Poren von Sintermetallkörpern. Bei Druckanstieg ergibt
sich eine verstärkte Füllung aller Hohlräume mit Behandlungsgas, während bei Druckabfall das inzwisehen
an Kohlenstoff oder Stickstoff ärmer gewordene Gas aus diesen Räumen größtenteils abfließt, um Platz
für neues, unverbrauchtes Gas beim nächsten Druckanstieg zu machen.
Wenn man — wie weiter mit der Erfindung vorgeschlagen wird — vor Einlaß des Behandlungsgases
den Druck innerhalb des Glühraumes unter Atmosphärendruck senkt, dann wird das in den Glühraum
einströmende Gas um so williger auch in Hohlräume und Poren eindringen.
809 658/280
Mit Hilfe des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens ist es möglich, von jeder Durchwirbelung
und Umwälzung des Behandlungsgases abzusehen und dieses mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit
durch den Glühraum strömen zu lassen. Die Erfindung ermöglicht es sogar; von jeder, zusätzlichen
Bewegung des Gases abzusehen, vorausgesetzt, daß der Gehalt des den Glühraum ausfüllenden Gases an aktiven
Stoffen ausreicht, um die notwendigen Mengen dieser Stoffe an das Behandlungsgut abzugeben.
Die Durchführung des der Erfindung entsprechenden Verfahrens ist auf verschiedene Weise möglich. So
kann man z, B. einen durch äußenliegenden Antrieb hin- und herbeweglichen Kolben unmittelbar in den
Glühraum ragen lassen. Dieser Kolben läßt sich auch im Ofenunterbau derart anordnen und ausbilden, daß
seine Oberseite zugleich die Herdsohle bildet. Auch kann der Glühraum durch eine oder mehrere Öffnungen
oder Leitungen mit einem außerhalb des Ofens gelegenen Raum in Verbindung stehen, in dem der
Gasdruck mit Hilfe bekannter Mittel in ständigem Wechsel zum Steigen und Fallen gebracht wird. Dieser
außerhalb des Ofens gelegene Raum kann beispielsweise die Form eines Zylinders besitzen, in dem ein
Kolben hin- und herbeweglich ist. Um unnötigen Wärmeverlust zu vermeiden, empfiehlt es sich, den
außerhalb des Ofens gelegenen Raum mit dem Glühraum durch eine innerhalb des Glühraumes selbst oder
in der Ofenwandung liegende Rohrleitung zu verbinden, deren Fassungsvermögen der zwischen den
beiden Räumen ausgetauschten Gasmenge entspricht.
Die Druckschwankungen des im Glühraum anstehenden Gases können auch dadurch bewirkt werden, daß
der Glühraum mit einer unter Überdruck stehenden Leitung zum Einführen des Behandlungsgases und mit
einer unter Atmosphärendruck oder Unterdruck stehenden Leitung zum Abführen des Ofengases über je ein
Ventil in Verbindung steht, die abwechselnd im entgegengesetzten Sinne geöffnet und geschlossen werden.
Dabei ist es ohne weiteres möglich, das Ein- und das Auslaßventil in Abhängigkeit von dem im Glühraum
herrschenden Druck unmittelbar zu steuern. Als Steuermittel für die Ventile ist ebenso ein entsprechend
ausgestatteter Druckanzeiger verwendbar, der in seinen den gewünschten Druckschwankungen entsprechenden
Endstellungen mit elektrischen Kontakten versehen ist, von denen aus je nach dem Stande des Druckanzeigers
über elektromagnetische Steuerglieder die Ventile geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Druckschwankungen
können schließlich auch mit Hilfe eines einzigen steuerbaren Ventils bewirkt werden, sofern dafür
Sorge getragen ist, daß das andere Ventil während des Ofenbetriebes ständig auf einen bestimmten mittleren
Durchlaß eingestellt ist. öffnet man beispielsweise das Einlaßventil für die unter höherem Druck stehenden
Gase über den Querschnitt des auf einen mittleren Durchlaß eingestellten Auslaßventils, so wird der
Druck im Glühraum steigen, während, wenn man das Einlaßventil unter diesen Querschnitt schließt, der
Überdruck im Ofenraum durch das Auslaßventil ausgeglichen wird. Läßt man dagegen das Gas ständig mit
Überdruck in den Glühraum einströmen, während man das Auslaßventil ständig abwechselnd schließt und
öffnet, so werden sich ebenfalls im Glühraum die gewünschten Druckschwankungen ergeben, wenn der
Durchlaß des geöffneten Auslaßventils groß genug ist, um auch bei ständig unter Druck einströmendem Gas
einen Druckanstieg im Glühraum zu verhindern.
In der Zeichnung sind einge Ausführungsbeispiele für zur Durchführung des den Gegenstand der Erfindung
bildenden Verfahrens geeignete Vorrichtungen schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Ofen mit indirekt durch elektrische Widerstände 1 erwärmtem Glühraum 2, der
durch ein in den Glühraum hineinragendes Rohr 3 mit ■ einem außerhalb des Ofens gelegenen Raum 4 in Verbindung
steht. Außerhalb des Raumes 4 ist ein Kolben 5 auf und ab beweglich. Das Behandlungsgas wird
über den Raum 4 und die Rohrleitung 3 in den Glühraum 2 geführt und strömt durch das Auslaßventil 7
wieder ab.
Fig. 2 zeigt einen Ofen 8, dessen Glühraum 9 gleichfalls durch Widerstandsdrähte 10 elektrisch indirekt
beheizt wird. Durch ein Ventil 11 strömt das Gas in den Glühraum 9 ein, während es durch das Ventil 12
aus dem Ofen abströmt. Die beiden Ventile 11, 12 sind durch Elektromagneten 13, 14 gesteuert, und zwar erfolgt
die Steuerung in Abhängigkeit von dem im Glühraum herrschenden Druck über einen Druckanzeiger
so 15, dessen Zeiger 16 sich zwischen Endkontakten 17
und 18 bewegt. Liegt der Zeiger dem Kontakt 17 an, was dem geringsten Druck im Ofenraum entspricht,
so wird das Ventil 11 durch den Magneten 13 geöffnet, während das Ventil 12 geschlossen ist. Ist der Druck
so weit gestiegen, daß der Zeiger den Endkontakt 18 berührt, was dem höchsten im Glühraum gewünschten
Gasdruck entspricht, so wird über den Magneten 14 das Auslaßventil 12 geöffnet und das Ventil 11 geschlossen.
Die gleiche Vorrichtung ist bei entsprechender Verlegung der Leitungen und Einstellung der
Steuerorgane auch geeignet, nur eines der Ventile 11 oder 12 zu öffnen und zu schließen, während das
andere während des Ofenbetriebes auf einen bestimmten mittleren Durchlaß eingestellt ist.
Claims (11)
1. Verfahren zum Aufkohlen, Nitrieren oder Karbonitrieren von Stahlteilen mit Hilfe von
Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß der im Behandlungsraum herrschende Gasdruck in ständigem
Wechsel erhöht und gesenkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Einlaß des Gases der Druck
im Behandlungsraum unter Atmosphärendruck gesenkt wird.
3. Glühofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet
durch einen durch außerhalb des Ofens liegenden Antrieb hin- und herbeweglichen, in den Glühraum
ragenden gasdicht geführten Kolben.
4. Glühofen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen im Ofenunterbau auf und ab beweglichen,
mit seiner Oberseite zugleich die Herdsohle bildenden Kolben.
5. Glühofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet
durch einen mit wenigstens einem außerhalb des Ofens gelegenen Raum, in dem der Gasdruck in
ständigem Wechsel steigt und fällt, in Verbindung stehenden Glüihraum.
6. Glühofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet
durch einen mit wenigstens einem Zylinder, in dem ein Kolben hin- und herbeweglich ist, in Verbindung
stehenden Glühraum.
7. Glühofen nach den Ansprüchen 3 und 6, gekennzeichnet
durch einen außerhalb des Ofens gelegenen, mit dem Glühraum durch eine innerhalb
des Glühraums oder der Ofenwandung liegende
Rohrleitung verbundenen Raum, wobei das Fassungsvermögen der Rohrleitung der zwischen
den beiden Räumen ausgetauschten Gasmenge entspricht.
8. Glühofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet
durch einen mit einer unter Überdruck stehenden Leitung zum Einführen des Behandlungsgases und
mit einer unter Atmosphärendruck oder Unterdruck stehenden Leitung zum Abführen des Ofengases
über je ein Einlaß- bzw. Auslaßventil in Verbindung stehenden Glühraum, wobei die
Ventile wechselnd im entgegengesetzten Sinne geöffnet und geschlossen werden.
9. Glühofen nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch in Abhängigkeit von dem im Glühraum
herrschenden Druck gesteuerte Einlaß- und Auslaßventile.
10. Glühofen nach den Ansprüchen 7 und 8, gekennzeichnet durch in Abhängigkeit vom Stande
eines mit dem Glühraum verbundenen Druckanzeigers gesteuerte Ventile.
11. Glühofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet
durch einen mit einer unter Überdruck stehenden Leitung zum Einführen des Behandlungsgases
und mit einer unter Atmosphären- oder Unterdruck stehenden Leitung zum Abführen der Ofengase
über je ein Ventil in Verbindung stehenden Glühraum, wobei eines dieser Ventile in ständigem
Wechsel geöffnet und geschlossen wird, während das andere Ventil ständig geöffnet bleibt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 915 090;
britische Patentschrift Nr. 527 081.
Deutsche Patentschrift Nr. 915 090;
britische Patentschrift Nr. 527 081.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
©309 658/280 10.58
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEE11639A DE1041067B (de) | 1955-12-06 | 1955-12-06 | Verfahren zum Aufkohlen, Nitrieren oder Karbonitrieren von Stahlteilen |
Applications Claiming Priority (1)
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DEE11639A DE1041067B (de) | 1955-12-06 | 1955-12-06 | Verfahren zum Aufkohlen, Nitrieren oder Karbonitrieren von Stahlteilen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1041067B true DE1041067B (de) | 1958-10-16 |
Family
ID=7068139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEE11639A Pending DE1041067B (de) | 1955-12-06 | 1955-12-06 | Verfahren zum Aufkohlen, Nitrieren oder Karbonitrieren von Stahlteilen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1041067B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0049531A1 (de) * | 1980-10-08 | 1982-04-14 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Einsatzhärten metallischer Werkstücke |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB527081A (en) * | 1938-03-30 | 1940-10-02 | Renault Louis | Improvements in or relating to gaseous cementation |
DE915090C (de) * | 1944-02-08 | 1954-08-02 | Bergwerksverband Zur Verwertun | Verfahren zum Zementieren von Eisen, Stahl und deren Legierungen |
-
1955
- 1955-12-06 DE DEE11639A patent/DE1041067B/de active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB527081A (en) * | 1938-03-30 | 1940-10-02 | Renault Louis | Improvements in or relating to gaseous cementation |
DE915090C (de) * | 1944-02-08 | 1954-08-02 | Bergwerksverband Zur Verwertun | Verfahren zum Zementieren von Eisen, Stahl und deren Legierungen |
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EP0049531A1 (de) * | 1980-10-08 | 1982-04-14 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Einsatzhärten metallischer Werkstücke |
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