DE3110488C2 - Method and arrangement for carburizing the surface layers of metallic workpieces - Google Patents

Method and arrangement for carburizing the surface layers of metallic workpieces

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DE3110488C2 DE19813110488 DE3110488A DE3110488C2 DE 3110488 C2 DE3110488 C2 DE 3110488C2 DE 19813110488 DE19813110488 DE 19813110488 DE 3110488 A DE3110488 A DE 3110488A DE 3110488 C2 DE3110488 C2 DE 3110488C2
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    • C23CCOATING 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
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    • C23C8/20Carburising
    • C23C8/22Carburising of ferrous surfaces

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit Anordnung zur Aufkohlung der Randschichten metallischer Werkstücke durch ein als Kohlenstoffträger dienendes Aufkohlungsgas zum Zwecke der Oberflächenhärtung, bei dem die Werkstücke in einem Ofen auf Kohlungstemperatur aufgeheizt und vom Aufkohlungsgas mit Schallgeschwindigkeit umströmt werden und bei dem die Ofenatmosphäre ständig analysiert und ggf. Anreicherungsgas dem Prozeß zugemischt wird.The invention relates to a method with an arrangement for carburizing the surface layers of metallic workpieces by a carburizing gas serving as a carbon carrier for the purpose of surface hardening, in which the workpieces are heated in a furnace to the carbonization temperature and with the carbonization gas The speed of sound is flowed around and the furnace atmosphere is constantly analyzed and, if necessary, Enrichment gas is added to the process.

Bekannte Verfahren und Anordnungen dieser Art sind hauptsächlich in Kammer-, Stoß- und Trommelofen (DE-OS 24 50 750) verwirklicht Da diese mit noi maler Ofenatmosphäre arbeitenden Anlagen eine feuerfeste Auskleidung ihres Chargenraumes besitzen, erfordern sie naturgemäß lange Aufheizzeiten und Abkühlzeiten. Auch sind sie nicht flexibel genug in der Anpassungsfähigkeit an notwendige Temperaturveränderungen. Dies bedeutet längere Nebenzeiten und höhere Energiekosten, was zusammen die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens mindert.Known methods and arrangements of this type are mainly in chamber, push and drum furnaces (DE-OS 24 50 750) realized Since these systems, which work with noi painter furnace atmosphere, are fireproof If their charge space is lined, they naturally require long heating and cooling times. They are also not flexible enough to adapt to necessary temperature changes. this means longer non-productive times and higher energy costs, which together make the process more economical diminishes.

Es kommt daher der Unterdruckaufkohlung zunehmend Bedeutung zu, da sie im Vergleich mit normaler Ofenatmosphäre arbeitenden öfen eine Reihe von Vorteilen bietet, insbesondere die Vermeidung unerwünschter Randoxidationen an den Werkstücken wegen der Verwendung von Propan- oder Erdgas als Aufkohlungsgas. Nachteilig bei der Unterdruckaufkohlung ist jedoch die Neigung zur Rußbildung, bedingt durch Kohlenstoffausfall in den kalten Ofenbereichen. Ein weiterer Nachteil, vornehmlich bei dichter Chargenverteilung, besteht in der nicht homogenen Verteilung des Kohlenstolfangebots über die Werkstückcharge als Folge der geringen Dichte des Aufkohlungsgases und der schlechten Spaltbarkeit. Letzteres verhindert insbesondere auch die Herstellung geringer, etwa unter 1 mm liegender Einsatztiefen und läßt somit eine zuverlässige Randaufkohlung relativ dünnwandiger, verzugsempfindlicher Werkstücke nicht zu. Da auch durch herkömmliche Umwälzeinrichtungen hier kaum eine Verbesserung erreichbar ist, versucht man diese Nachteile zu verringern, in dem man das Aufkohlungsgas zyklisch abpumpt und abfackelt und durch neues Gas ersetzt.The negative pressure carburization is therefore becoming increasingly important, as it is compared with normal Furnaces operating in an oven atmosphere offer a number of advantages, in particular the avoidance of undesired ones Edge oxidation on the workpieces due to the use of propane or natural gas as Carburizing gas. However, the disadvantage of vacuum carburizing is the tendency to form soot due to carbon failure in the cold furnace areas. Another disadvantage, especially with dense batch distribution, consists in the non-homogeneous distribution of the carbon supply over the workpiece batch as Consequence of the low density of the carburizing gas and the poor fissibility. The latter prevented in particular also the production of shallow, approximately below 1 mm lying depths and thus leaves a reliable edge carburization of relatively thin-walled, warp-sensitive workpieces is not possible. There too an improvement can hardly be achieved here by conventional circulating devices, one tries to do this Reduce disadvantages by pumping out the carburizing gas cyclically and flaring it off and through new ones Gas replaced.

Dies verursacht aber nicht nur einen hohen Gasverbrauch, sondern führt auch wieder zu vermehrter Rußbildung, was letztlich das Verfahren wiederum in Frage stellt. Die Verwendung von Endogas als Aufkohlungsgas galt bisher als ungeeignet, weil es zu unerwünschten Randoxidationen der Werkstücke, bedingt durch den CO2-, CO- und H2O-Anteil des Reaktionsgases führt.However, this not only causes high gas consumption, but also leads to increased soot formation, which in turn calls the process into question. The use of endogas as a carburizing gas was previously considered unsuitable because it leads to undesired edge oxidation of the workpieces due to the CO 2 , CO and H 2 O content of the reaction gas.

Hier setzt die Erfindung ein. Sie stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren mit Anordnung der eingangs erläuterten Art zur Unterdruckaufkohlung der Randschichten metallischer Werkstücke so zu verbessern, daß eine gleichmäßige Kohlenstoffverteilung innerhalb der Chargen auch bei geringen Einsatztiefen unter 1 mm bei Vermeidung von Rußbildung und Einsparung von Aufkohlungsgas erreicht wird und bei dem Randoxidationen weitgehend vermieden werden.This is where the invention comes in. It sets itself the task of creating a process with the arrangement of the initially to improve the explained type of low-pressure carburization of the surface layers of metallic workpieces in such a way that that a uniform distribution of carbon within the batches, even at low operating depths 1 mm is achieved while avoiding soot formation and saving carburizing gas and in which Edge oxidations are largely avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Vakuum-Ofen im ständigen Kreislauf Endogas als Aufkohlungsgas eingesetzt wird.According to the invention this object is achieved in that in a vacuum oven in continuous circulation Endogas is used as a carburizing gas.

Durch dieses Verfahren werden folgende Vorteile erreicht:This procedure achieves the following advantages:

Die Werkstückcharge wird allseitig gleichmäßig vom Aufkohlungsgas umströmt, wobei durch die hohe Einblasgeschwindigkeit und den durch Absaugung erzielten Strömungskreislauf für eine hinreichende Gaszirkulation im Ofenraum und einen ständigen Gasaustausch an den Materialoberflächen der Charge gesorgt ist. Durch die gerichtete Endogaseinblasung in dem Ofenraum mit Schallgeschwindigkeit unmittelbarThe carburizing gas flows evenly around the workpiece charge on all sides, with the high Injection speed and the flow circuit achieved by suction for a sufficient Gas circulation in the furnace chamber and a constant gas exchange on the material surfaces of the charge is taken care of. Directly through the directional injection of endogas into the furnace chamber at the speed of sound

gegen die Werkstuckcharge werden Strömungs- und Druckverhältnisse erzeugt, die im Überdruckbereich arbeitenden Aufkohlungsöfen entsprechen. So werden beispielsweise im unmittelbaren Kohlungsbereich Druckverhältnisse von ungefähr 1 mbar (Überdruck) geschaffen, während der übrige Druck im Ofenraum außerhalb des Düsenbereichs der EncOgaseinströmung im Unterdruckbereich von etwa 300 mbar liegt Dieser labile Druckzustand zwischen Vakuum und unmittelbar die Charge umgebender Kohlungsatmosphäre erlaubt es, die Vorteile der Unterdruckaufkohlung mit denen der Übeixli-uckaufkohlung zu verbinden. Durch die Verwendung von Endogas als Aufkohlungsgas kann mit niedrigeren Ofentemperaturen als bei Erdgas gefahren werden, so daß sich Einsatztiefen unter 1 mm auf diese Weise zuverlässig und reproduzierbar erreichen lassen. Auch die Gasanalyse im Ofenraum wird angesichts der vorhandenen Meßparameter wie Sauerstoff (O2)-, Wasser (H2O)- oder Kohlendioxidgehalt (CO2) wesentlich verbessert und damit die Potentialregelung optimiert, durch die der geringe Verbrauch von Kohlungsbestandteiien (etwa 10%) in diesem Prozeß unter Beimischung eines Anreicherungsgases, beispielsweise Erdgas oder Propangas, über eine Bypass-Leitung in den Endogaskreislauf in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden kann. Der ständige Gaskreislauf senkt den Verbrauch an Aufkohlungsgas um nahezu die Hälfte. Rußbildung und damit eine Ofenverunreinigung sind vermieden.Flow and pressure conditions are generated against the workpiece charge, which correspond to carburizing furnaces operating in the overpressure range. For example, pressure ratios of approximately 1 mbar (overpressure) are created in the immediate carbonization area, while the remaining pressure in the furnace space outside the nozzle area of the enco gas inflow is in the negative pressure range of approximately 300 mbar.This unstable pressure state between the vacuum and the carbonation atmosphere immediately surrounding the charge allows the advantages to connect the vacuum carburization with those of the Übeixli-uckcarburization. The use of endogas as the carburizing gas means that furnace temperatures can be operated at lower temperatures than with natural gas, so that operating depths of less than 1 mm can be reliably and reproducibly achieved in this way. The gas analysis in the furnace chamber is also significantly improved in view of the existing measurement parameters such as oxygen (O 2 ), water (H 2 O) or carbon dioxide (CO 2 ) content and thus the potential control is optimized, through which the low consumption of carbon constituents (about 10% ) in this process with the admixture of an enrichment gas, for example natural gas or propane gas, can be compensated in an advantageous manner via a bypass line in the endogas cycle. The constant gas cycle reduces the consumption of carburizing gas by almost half. Soot formation and thus furnace contamination are avoided.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Verfahrens und seiner Anordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen und anhand eines Ausführungsbeispieles, welches in der Zeichnung dargestellt und anschließend erläutert ist. Es zeigtFurther details and advantages of the method and its arrangement emerge from the subclaims and using an exemplary embodiment, which is shown in the drawing and then is explained. It shows

F i g. 1 die erfindungsgemäße Anordnung als Blockschaubild mit einem Unterdruck-Kammerofen in schematischer Darstellung undF i g. 1 shows the arrangement according to the invention as a block diagram with a vacuum chamber furnace in schematic representation and

Fig. 2 und 3 jeweils ein Härte-Schaubild von mehreren Werkstücken.2 and 3 each show a hardness diagram of several workpieces.

Der allgemein mit 10 bezeichnete Kammerofen besitzt den Ofenraum 11 und den Schleusenraum 13. Beide sind durch eine Zwischentür 12 voneinander getrennt. Innerhalb des durch die Schleusentür 15 verschließbaren Schleusenraumes 13 befindet sich der Abschreckbehälter 14, in welchem die Werkstücke 18 (Härtegut) mit Hilfe des hydraulisch (17) betätigbaren Elevators 16 absenkbar sind. Eine bei 19 angedeutete Ofenheizung schafft im Ofenraum 11 eine Glühtemperatur von fast 10000C. Aus einer Versorgungsleitung 20, die durch ein elektromagnetisch wirkendes Absperrventil 21 verschließbar ist, strömt Endogas als Aufkohlungsgas über einen Speicher 22 in eine Ringleitung, die über einen Strömungsmesser 23 zu einem Kompressor 24 führt, welcher bei geöffnetem Magnetventil 25 das Gas mit einer Geschwindigkeit von etwa 350 m/s über ein « aus 12 Düsen 26 bestehende Düsenanordnung in den Ofenraum 11 drückt. Die Düsen sind jeweils in Dreierreihen im Ofenraum angeordnet, so daß sie von oben und unten (Zeichnungsebene) sowie von vorne und hinten (senkrecht zur Zeichnungsebene, nicht darge- t>o stellt) gegen die Werkstückcharge 18 gerichtet sind. Durch diese Düsenanordnung, die im Bedarfsfalle noch erweitert werden kann, ist eine homogene Gasverteilung und -umwälzung im Ofenraum sichergestellt. Das Gas wird über eine Rückleitung 27 durch eine f>5 Saugpumpe 28 in solcher Menge aus dem Ofenraum 11 abgezogen, daß stets ein Unterdruck im Ofenraum aufrechterhalten bleibt und es wird bei geschlossenem elektromagnetisch wirkenden Absperrventil 29 in der Abfackelleitung 30 und geöffnetem Absperrventil 31 sich in der Rückleitung 27 dem Speicher 22 und damit dem Gaskreislauf der Versorgungsleitung 20 wieder zugeführt Kohlenstoffverluste in der Ofenatmosphäre werden durch Gasprobenentnahme über die Leitung 32 mit Absperrventil 33 in einem Analysegerät 34 bekannter Bauart ständig festgestellt und zum Ausgleich wird über eine Bypass-Leitung 35 mit Hilfe des vom Regler des Analysegerätes gesteuerten Motorventils 36 und dem Strömungsmesser 37 Propangas oder Erdgas in die Versorgungsleitung 20 eingespeistThe chamber furnace, generally designated 10, has the furnace chamber 11 and the lock chamber 13. Both are separated from one another by an intermediate door 12. Inside the lock space 13, which can be closed by the lock door 15, there is the quenching container 14, in which the workpieces 18 (hardened material) can be lowered with the aid of the hydraulically (17) operated elevator 16. A indicated at 19 Heating furnace creates in the furnace chamber 11, an annealing temperature of nearly 1000 0 C. From a supply line 20 which can be closed by an electromagnetically-acting shut-off valve 21, endogas flows as carburizing a memory 22 in an annular conduit leading to a flow meter 23 a compressor 24 which, when the solenoid valve 25 is open, presses the gas at a speed of approximately 350 m / s through a nozzle arrangement consisting of 12 nozzles 26 into the furnace chamber 11. The nozzles are each arranged in rows of three in the furnace chamber, so that they are directed towards the workpiece charge 18 from above and below (plane of the drawing) and from the front and back (perpendicular to the plane of the drawing, not shown). This nozzle arrangement, which can be expanded if necessary, ensures homogeneous gas distribution and circulation in the furnace space. The gas is withdrawn from the furnace chamber 11 via a return line 27 by a suction pump 28 in such an amount that a negative pressure is always maintained in the furnace chamber and when the electromagnetically acting shut-off valve 29 in the flare line 30 is closed and the shut-off valve 31 is open, the gas is withdrawn from the furnace chamber 11 carbon losses in the furnace atmosphere are constantly detected by taking gas samples via line 32 with shut-off valve 33 in an analyzer 34 of known design and to compensate for this, a bypass line 35 with the aid of the The motor valve 36 controlled by the regulator of the analyzer and the flow meter 37 are fed propane gas or natural gas into the supply line 20

Zur Beschickung des Vakuum-Kammerofens wird das Härtegut 18 bei geöffneten Türen 15' und 12' über den Elevator 16 in den Ofenraum 11 transportiert. Anschließend werden die Türen wieder geschlossen. Bei geschlossenen Magnetventilen 21, 25, 31, 33 unrl geöffnetem Magnetventil 29 wird danach der Ofenraum 11 durch die Pumpe 27 evakuiert. Nach Erreichen eines vorgegebenen Unterdruckes schließt das Ventil 29 die Abfackelleitung 30. Die Flutung kann beginnen. Dazu werden die Ventile 21,25,31,33 wieder geöffnet und der Kompressor 24 drückt Endogas aus der Versorgungsleitung 20 mit Schallgeschwindigkeit über die Düsenanordnung 26 in den Ofenraum 11. Gleichzeitig saugt die Pumpe 28 das Gas aus dem Ofenraum unterhalb des atmosphärischen Druckes ab und bringt es über das geöffnete Magnetventil 31 in den Speicher 22 und damit über Strömungsmesser 23 und Kompressor 24 in den Kreislauf zurück. Die Ventile 21 und 29 sind hierbei geschlossen. Fehlmengen an Endogas werden durch kurzzeitiges Öffnen des Magnetventils 21 ersetzt. Mehrmengen werden durch kurzzeitiges öffnen des Magnetventils 29 abgefackelt. Mit Hilfe der über die Leitung 32 entnommenen Gasproben der Ofenatmosphäre wird der Kohlenstoffgehalt im Ofenraum laufend überwacht und durch die Regelung im Analysegerät 34 über die Bypass-Leitung 35 mit Hilfe des Motorstellventils 36 Propan- oder Erdgas als Anreicherungsgas in den Ofenraum gegeben. Der Aufkohlungsprozeß wird nach verlangter Aufkohlungstiefe in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit durchgeführt. Nach Beendigung der Aufkohlung wird bei geschlossenen Magnetventilen 21,25,31,33 und bei geöffnetem Ventil 29 der Ofenraum 11 mit Hilfe der Pumpe 28 übe.- die Fackel 30 vom Endogas evakuiert. Nach Flutung des Ofenraumes mit Stickstoff (nicht dargestellt) kann das Härtegut 18 bei geöffneter Tür 12' auf den Elevator 16 transportiert und im Ölbehälter 14 abgehärtet werden. Nach völligem Druckausgleich mit der Atmosphäre wird die Ofentür 15 geöffnet (15') und das Härtegut 18 dem Ofen 10 entnommen.To load the vacuum chamber furnace, the hardened material 18 is transported into the furnace chamber 11 via the elevator 16 with the doors 15 'and 12' open. The doors are then closed again. With the solenoid valves 21, 25, 31, 33 closed and the solenoid valve 29 open, the furnace chamber 11 is then evacuated by the pump 27. After a predetermined negative pressure has been reached, the valve 29 closes the flare line 30. The flooding can begin. For this purpose, the valves 21, 25, 31, 33 are opened again and the compressor 24 pushes endogas from the supply line 20 at the speed of sound via the nozzle arrangement 26 into the furnace chamber 11. At the same time, the pump 28 sucks the gas from the furnace chamber below atmospheric pressure and brings it back into the memory 22 via the opened solenoid valve 31 and thus back into the circuit via the flow meter 23 and compressor 24. The valves 21 and 29 are closed here. Shortages of endogas are replaced by briefly opening the solenoid valve 21. Excess amounts are flared off by briefly opening the solenoid valve 29. With the help of the gas samples of the furnace atmosphere taken via line 32, the carbon content in the furnace chamber is continuously monitored and, by the control in the analyzer 34, propane or natural gas is fed into the furnace chamber as an enrichment gas via the bypass line 35 with the help of the motor control valve 36. The carburizing process is carried out according to the required depth of carburization as a function of temperature and time. After completion of the carburization, with the solenoid valves 21, 25, 31, 33 closed and with the valve 29 open, the furnace chamber 11 is evacuated from the endogas with the aid of the pump 28 via the torch 30. After the furnace chamber has been flooded with nitrogen (not shown), the hardened material 18 can be transported to the elevator 16 with the door 12 ′ open and hardened in the oil container 14. After the pressure has been completely equalized with the atmosphere, the furnace door 15 is opened (15 ′) and the hardened material 18 is removed from the furnace 10.

Das Ergebnis der Aufkohlung an einem Ausführungsbeispiel ist in dem Schaubild nach Fig. 3 in Form von Härtekurven von Werkstücken oberhalb einer Ofenladung dargestellt, demgegenüber zum Vergleich F i g. 2 Aufkohlungsergebnisse an den gleichen Werkstücken unter herkömmlichen Bedingungen, also bei der Aufkohlung mit Erdgas zeigt. Auf der Abszissenachse ist jeweils die Aufkohlungstiefe als Abstand vom Rand gemessen in mm und auf der Ordinatenachse die Vickers-Härte aufgetragen. Der im Ofenraum befindliche Rost besitzt die Abmessungen 600 mm Breite, 900 mm Länge und 500 mm Höhe und ist mit Kugellager-Käfigen von jeweils 50 mm Durchmesser und 18 mm Wandungsbreite auf Vorrichtungen gestapelt bestückt. Diese Werkstücke bestehen aus Stahl SAE 8617 H der folgenden Zusammensetzung:The result of the carburization in one embodiment is shown in the diagram according to FIG. 3 in the form of Hardness curves of workpieces above a furnace charge are shown, in contrast to FIG. 1 for comparison. 2 Carburization results on the same workpieces under conventional conditions, i.e. with the Shows carburization with natural gas. On the abscissa axis is the carburization depth as the distance from the edge measured in mm and the Vickers hardness plotted on the ordinate axis. The one located in the furnace chamber Grate has the dimensions 600 mm width, 900 mm length and 500 mm height and is with Ball bearing cages, each 50 mm in diameter and 18 mm wide, stacked on devices equipped. These workpieces are made of SAE 8617 H steel with the following composition:

C 0,14% bis 0,20%, Mn 0,60% bis 0,95%,
Si 0,15% bis 0,30%, Ni 0,35% bis 0,75%,
Cr 0,35% bis 0,65%, Mo 0,15% bis 0,25%.
C 0.14% to 0.20%, Mn 0.60% to 0.95%,
Si 0.15% to 0.30%, Ni 0.35% to 0.75%,
Cr 0.35% to 0.65%, Mo 0.15% to 0.25%.

Bei einer Kohlungszeit von 70 Minuten und einem Druck im Ofenraum von 320 mbar liegt die nach Vickers gemessene Härte von 540 HVi — wie die Härtekurven von drei Werkstücken in Fig.3 zeigen — in einer sehr geringen Streubreite S zwischen etwa 0,9 mm und 0,95 mm Abstand vom Rand. Demgegenüber verdeutlicht der Kurvenverlauf in Fig. 2 eine wesentlich größere Streubreite S auch über den gesamten Kurvenverlauf, was auf die unkontrollierte Erdgasatmosphäre im Ofenraum als Folge der Rußneigung der Kohlungsatmosphäre und seiner mangelnden Umwälzung zurückzuführen ist.With a charring time of 70 minutes and a pressure in the furnace of 320 mbar, the Vickers hardness of 540 HVi - as the hardness curves of three workpieces in Fig. 3 show - lies in a very small spread S between about 0.9 mm and 0 , 95 mm from the edge. In contrast, the curve shape in Fig. 2 shows a significantly larger spread S over the entire curve, which is due to the uncontrolled natural gas atmosphere in the furnace chamber as a result of the soot tendency of the carbonization atmosphere and its lack of circulation.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Aufkohlung der Randschichten metallischer Werkstücke durch ein als Kohlenstoffträger dienendes Aufkohlungsgas zum Zwecke der Oberflächenhärtung, bei dem die Werkstücke in einem Ofen auf Kohlungstemperatur aufgeheizt und vom Aufkohlungsgas mit Schallgeschwindigkeit umströmt werden und bei dem die Ofenatmosphäre ständig analysiert und ggf. Anreicherungsgas dem Prozeß zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Vakuum-Ofen im ständigen Kreislauf Endogas als Aufkohlungsgas eingesetzt wird.1. Process for carburizing the surface layers of metallic workpieces using a carbon carrier Serving carburizing gas for the purpose of surface hardening, in which the workpieces in heated to carbon temperature in a furnace and carburized gas at the speed of sound are flowed around and in which the furnace atmosphere is constantly analyzed and, if necessary, the enrichment gas Process is mixed, characterized in that in a vacuum oven in constant cycle endogas is used as carburizing gas. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anreicherungsgas Erdgas oder Propangas über eine Bypass-Leitung in den Endogaskreislauf eingespeist wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that as an enrichment gas natural gas or propane gas via a bypass line into the endogas cycle is fed in. 3. Anordnung zur Aufkohlung der Randschichten metallischer Werkstücke nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Endogasversorgungsleitung (20) über einen Speicher (22) und einen Kompressor (24) mit vorgeschaltetem Strömungsmesser (23) zum Ofenraum (11) geführt und an eine Vielzahl Einblasdüsen (26) des Ofenraumes angeschlossen und daß eine vom Ofenraum (H) ausgehende, über eine Saugpumpe (28) und ein Absperrventil (31) zum Speicher (22) geführte Gasrückleitung(27) vorgesehen ist.3. Arrangement for carburizing the surface layers of metallic workpieces according to claims 1 and 2, characterized in that an endogas supply line (20) via a reservoir (22) and a compressor (24) with an upstream flow meter (23) to the furnace chamber (11) and on a plurality of injection nozzles (26) of the furnace chamber connected and that one of the furnace chamber (H) outgoing, via a suction pump (28) and a shut-off valve (31) to the memory (22) Gas return line (27) is provided. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- jo zeichnet, daß zwölf Einblasdüsen (26) in gleichmäßiger Verteilung innerhalb des Ofenraumes (11) vorgesehen und an jeweils gegenüberliegenden Seiten des Ofenraumes angeordnet sind.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that twelve injection nozzles (26) in a uniform manner Distribution provided within the furnace chamber (11) and on opposite sides Sides of the furnace chamber are arranged. 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- y-, zeichnet, daß in der Endogasversorgungsleitung (20) zwischen Kompressor (24) und Ofenraum (11) ein elektromagnetisch wirkendes Absperrventil (25) vorgesehen ist.5. An arrangement according to claim 3, characterized y marked, characterized in that an electromagnetically-acting shut-off valve (25) is provided in the Endogasversorgungsleitung (20) between the compressor (24) and furnace space (11). 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch ein elektromagnetisch wirkendes Absperrventil (29) steuerbare Abfackelleitung (30) an die Gasrückleitung (27) zwischen Pumpe (28) und Absperrventil (31) angeschlossen ist.6. Arrangement according to claim 3, characterized in that one by an electromagnetic acting shut-off valve (29) controllable flare line (30) to the gas return line (27) between Pump (28) and shut-off valve (31) is connected. 7. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenraum (11) über eine durch ein elektromagnetisch wirkendes Absperrventil (33) verschließbare Gasproben-Entnahmeleitung (32) an ein Gasanalyse- und Regelgerät (34) zur Analyse der Ofenatmosphäre und zur Steuerung der Absperrventile (21,25,29,31, 36) angeschlossen ist.7. Arrangement according to the preceding claims, characterized in that the furnace space (11) via a gas sampling line which can be closed by an electromagnetically acting shut-off valve (33) (32) to a gas analysis and control device (34) for analyzing the furnace atmosphere and for controlling the shut-off valves (21,25,29,31, 36) is connected. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (35) zur Beimischung eines Anreicherungsgases über ein Motorventil (36) und einen Strömungsmesser (37) an die Endogasversorgungsleitung (20) zwischen Strömungsmesser (23) und Kompressor (24) angeschlossen ist.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the bypass line (35) for admixture an enrichment gas via an engine valve (36) and a flow meter (37) to the Endogas supply line (20) connected between flow meter (23) and compressor (24) is. 6060
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10118494C2 (en) * 2001-04-04 2003-12-11 Aichelin Gesmbh Moedling Process for low pressure carbonitriding of steel parts
CA2771090C (en) 2009-08-07 2017-07-11 Swagelok Company Low temperature carburization under soft vacuum
CA2861180A1 (en) 2012-01-20 2013-07-25 Swagelok Company Concurrent flow of activating gas in low temperature carburization

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