DE69514775T3 - Gasaufkohlungsverfahren - Google Patents

Gasaufkohlungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE69514775T3
DE69514775T3 DE69514775T DE69514775T DE69514775T3 DE 69514775 T3 DE69514775 T3 DE 69514775T3 DE 69514775 T DE69514775 T DE 69514775T DE 69514775 T DE69514775 T DE 69514775T DE 69514775 T3 DE69514775 T3 DE 69514775T3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carburizing
chamber
gas
temperature
gas carburizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69514775T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69514775D1 (de
DE69514775T2 (de
Inventor
Toshiyuki Kawamura
Hitoshi Goi
Atsushi Murayama
Hirofumi Kamisugi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dowa Holdings Co Ltd
Original Assignee
Dowa Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=12185358&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69514775(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Dowa Mining Co Ltd filed Critical Dowa Mining Co Ltd
Publication of DE69514775D1 publication Critical patent/DE69514775D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69514775T2 publication Critical patent/DE69514775T2/de
Publication of DE69514775T3 publication Critical patent/DE69514775T3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C8/00Solid 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
    • C23C8/06Solid 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
    • C23C8/08Solid 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 only one element being applied
    • C23C8/20Carburising
    • C23C8/22Carburising of ferrous surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/78Combined heat-treatments not provided for above
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/63Quenching devices for bath quenching
    • C21D1/64Quenching devices for bath quenching with circulating liquids

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gasaufkohlungsverfahren.
  • In einem üblichen, heute weit verbreiteten Gasaufkohlungsverfahren wird die Wärmebehandlung bei 900–930°C unter Verwendung von Aufkohlungsgas durchgeführt, das in einem Umwandlungsofen gebildet ist.
  • Ein neues Gasaufkohlungsverfahren ist vom Anmelder dieser Erfindung vorgeschlagen worden (siehe beispielsweise JP-A-89/38870, JP-A-94/51904, etc.), welches eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit beabsichtigt, indem man das Herstellungsverfahren des Aufkohlungsgases im Umwandlungsofen beseitigt und indem man direkt sowohl Kohlenwasserstoff- als auch Oxidationsgase als Rohgas in den Ofen zuführt.
  • Die beim herkömmlichen Gasaufkohlungsverfahren verwendete Behandlungstemperatur von 900–930°C war eingestellt im Hinblick auf die Vermeidung einer Bildung von groben Kristallkörnern in dem momentan behandelten Material und auf die Wirksamkeit der Behandlungszeit.
  • Wenn nämlich die Behandlungstemperatur bei einer Temperatur eingestellt ist, die die Obergrenze von 900–930°C übersteigt, ist das Erhalten einer zufrieden stellend aufgekohlten Struktur wegen der Bildung grober Kristallkörner im momentan behandelten Material sehr schwierig, obwohl die erforderliche aufgekohlte Schicht in kurzer Zeit erhalten werden kann.
  • Wenn andererseits die Behandlungstemperatur unter der Untergrenze von 900–930°C ist, so dauert es lange Zeit, um eine erforderliche aufgekohlte Tiefe zu erhalten, obwohl eine gute aufgekohlte Struktur erhalten wird.
  • Eine Verkürzung der Behandlungszeit bei der Gasaufkohlung trägt stark zu Kosteneinsparungen bei, da sowohl der Energie- als auch der Gasverbrauch verringert werden.
  • Folglich wäre es äußerst vorteilhaft, ein Gasaufkohlungsverfahren und eine Vorrichtung hierfür bereitzustellen, welche verbesserte Wirksamkeit aufweisen, ohne die Qualität des Produkts zu vermindern.
  • Die US-A-3950192, die US-A-4495004 und die EP-A-0105138 offenbaren weitere Gasaufkohlungsverfahren.
  • Hochtemperaturaufkohlungsverfahren werden außerdem in einem Artikel mit dem Titel „Gasaufkohlen bei Temperaturen oberhalb 950°C in konventionellen Öfen und in Vakuumöfen", (Podiumsdiskussion beim 36. Härtereikolloquium, 1980), von I. Grosch, et. al., diskutiert.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Gasaufkohlungsverfahren bereit, umfassend die aufeinander folgenden Schritte:
    Vorheizen des zu behandelnden Materials (W) auf eine Temperatur von 750–950°C in einer Vorheizkammer;
    Heizen des zu behandelnden Materials (W) auf 1000–1100°C in einer direkt zugeführten Aufkohlungsatmosphäre aus Kohlenwasserstoff und Oxidationsgasen in einer Aufkohlungskammer;
    Zwangsabkühlen des momentan behandelten Materials (W) auf eine Temperatur unter 600°C in einer Kühlkammer;
    Wiederaufheizen des Materials (W) auf 750–850°C in einer Wiederaufheizkammer, und Härten des Materials (W) in einer Härtungskammer, wobei jede dieser Kammern ihre eigenen Transfermittel aufweist und sie durch Öffnungs-/Schließtüren in Reihe verbunden sind, um das aufzuheizende Material (W) zu überführen.
  • Somit liefert die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Behandlungszeit verkürzt ist, mit den zugeordneten Wirksamkeitsvorteilen. Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung ein Umwandlungsofen oder die Bildung von Aufkohlungsgas in einem Aufkohlungsofen nicht benötigt.
  • Im Gegensatz zu den Methoden des Standes der Technik wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Wärmebehandlung in einer Aufkohlungsatmosphäre durchgeführt, der das Aufkohlungsgas zugeführt wird und die auf 1000–1100°C aufgeheizt wird, wobei die Aufkohlungsatmosphäre direkt im Ofen erzeugt wird. Die direkt im Ofen erzeugte Aufkohlungsatmosphäre wirkt stark reduzierend. Somit ist die Korngrenzenoxidation sehr gering. Ferner kann wegen der Vermeidung des Aufkohlungsgases Wärmeenergie (fühlbare Gaswärme) eingespart werden. Ferner können eine Variation der Aufkohlungsschicht und der Aufkohlungszeit verringert werden.
  • Zusätzlich können durch die Hochtemperaturaufkohlung gebildete grobe Kristallkörner während der Kühl- und Wiederaufheizschritte auf bestimmte Korngrößen eingestellt werden, um die Korngrenzenoxidation somit weiter zu verringern. Ferner kann eine gleichförmige Kristallisation von Karbiden leicht erhalten werden, um die Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit etc. zu verbessern, und ein Produkt mit gleicher oder sogar besserer Qualität als Produkte des Standes der Technik kann erhalten werden.
  • Da die Laminarströmungshärtung verwendet wird, kann ferner ein Produkt von überragender Qualität mit weniger Härtungsverzerrungen in einer kurzen Zeit hergestellt werden.
  • Vorzugsweise ist die bei dem Verfahren verwendete Härtungskammer als Laminarströmungshärtungskammer aufgebaut.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
  • 1 eine Seitenansicht ist, die die Hauptteile einer Vorrichtung für das Gasaufkohlungsverfahren im Schnitt zeigt;
  • 2 eine schematische geschnittene Seitenansicht der Härtungskammer ist;
  • 3 ein Graph ist, der die Temperatur des momentan behandelten Materials und die Temperatur des Abschrecköls während des Härtens zeigt;
  • 4 ein Diagramm ist, das eine bevorzugte Verfahrensfolge zum erfindungsgemäßen Aufkohlen zeigt; und
  • 5 ein Diagramm ist, das eine typische Verfahrensfolge zum Aufkohlen gemäß dem Stand der Technik ist.
  • In 1 bezeichnet Ziffer 1 eine Vorheizkammer, 2 ist eine Aufkohlungskammer, 3 ist eine Kühlkammer, 4 ist eine Wiederaufheizkammer, 5 ist eine Härtungskammer, und 6 ist eine Spülkammer.
  • Ferner bezeichnet in 1 Ziffer 7 eine Einlasstür, 812 sind Öffnungs- bzw. Schließtüren, 13 ist eine Ausgangstür, 14 bezieht sich auf die bei jeder dieser Kammern vorgesehenen Transfermitteln, und W ist ein momentan behandeltes Material.
  • In der Vorheizkammer 1 wird das zu behandelnde Material von Raumtemperatur auf die Aufkohlungstemperatur vorgeheizt, beispielsweise 750–950°C, vorzugsweise 930°C. Der Aufbau der Vorheizkammer 1 ist grundsätzlich ähnlich einer Heizkammer eines herkömmlichen Einsatzofens. In der Vorheizkammer 1 ist ein Anhalten eines Lüfters 15 in der anfänglichen Zufuhrphase oder ein Schuß-Spülen möglich, um die Anfangsatmosphäre zu schützen.
  • Ferner ist die Vorheizkammer 1 derart aufgebaut, daß eine Steuerung/Regelung des Heizgradienten ermöglicht wird, damit keine Verzerrung aufgrund von thermischen Spannungen während des Vorheizverfahrens in dem momentan behandelten Material W auftritt.
  • In der Aufkohlungskammer 2 wird das momentan behandelte Material von der Vorheizkammer 1 durch die Transfermittel 14 durch die geöffnete Öffnungs-/Schließtür 8 transferiert, wird auf eine geeignete Temperatur von mehr als 1000°C, insbesondere auf 1050°C aufgeheizt und wird gleichzeitig aufgekohlt, indem Kohlenwasserstoffgas (Methan, Propan, Butan etc.) und Oxidationsgas (reiner Sauerstoff, Luft, Kohlendioxid etc.) zugeführt werden. Alle in der Aufkohlungskammer 2 eingebauten Vorrichtungen, wie zum Beispiel die Transfermittel 14, ein Lüfter 16, eine Lüfterwelle 17, die Öffnungs-/Schließtüren 8 und 9 etc. sind aus hochtemperaturbeständigen Materialien aufgebaut.
  • In der Aufkohlungskammer 2 kann die Aufkohlung in kurzer Zeit eine effektive Zieltiefe erreichen, da der Diffusionskoeffizient von Kohlenstoff aufgrund einer höheren Aufkohlungstemperatur als im Stand der Technik doppelt so groß ist wie im Stand der Technik.
  • In der Kühlkammer 3 wird das Material W, welches in der Aufkohlungskammer 2 auf 1050°C aufgeheizt worden ist, auf eine Temperatur unter 600°C zwangsabgekühlt, vorzugsweise auf 500°C. In der Kühlkammer 3 werden eine Kühlmethode mit Verwendung der latenten Wärme beim Wasserkochen (siehe JP-A-89/255619), eine Gaskühlmethode mit Verwendung von unter hohen Druck gesetzter (ungefähr 5 kg/cm2 ) Stickstoff- oder Kohlendioxidgasströmung, eine Konvektionskühlmethode mit einem gekühlten Scirocco-Lüfter etc. gemeinsam verwendet.
  • In der Wiederaufheizkammer 4 wird das momentan behandelte Material W, welches in der Kühlkammer 3 auf 500°C abgekühlt worden ist, auf eine Austenitisierungstemperatur von 850°C wiederaufgeheizt. Wenn erforderlich, kann Ammoniakgas in die Wiederaufheizkammer 4 zugeführt werden, um eine ungleichmäßige Oberflächenschicht zu verringern und um den Widerstand gegen ein Weichwerden beim Temperieren zu verbessern. Ähnlich der Vorheizkammer 1 ist auch die Wiederaufheizkammer 4 derart aufgebaut, daß sie eine Steuerung/Regelung des Heizgradienten erlaubt, so daß während des Wiederaufheizverfahrens in dem momentan behandelten Material W keine Verzerrung durch thermische Spannungen auftritt.
  • Während der Hochtemperaturaufkohlung in der Aufkohlungskammer 2 gebildete grobe Kristallkörner werden während des Kühlverfahrens in der Kühlkammer 3 und durch das Wiederaufheizverfahren in der Wiederaufheizkammer 4 auf die bestimmte Größe eingestellt.
  • In der Härtungskammer 5 sind wie bei herkömmlichen Methoden ein Abschreckgefäß 18 und ein Elevator 19 bereitgestellt.
  • Anstelle einer Verwendung von gerührtem Abschrecköl 20 wird jedoch in der Härtungskammer 5 vorzugsweise die in 2 gezeigte Laminarströmungshärtung verwendet.
  • Wie in 2 gezeigt, ist ein Härtungsrahmen 21 zur Aufnahme eines abwärts fahrenden Elevators 19 ungefähr in der Mitte des Abschreckgefäßes 18 angeordnet. Eine horizontale Staudruckbeseitigungsplatte 22 ist etwas unter der Mitte des Außenumfangs des Abschreckrahmens 21 angeordnet. Eine vertikale Trennwand 23 ist zwischen dem Umfangsrand der Staudruckbeseitigungsplatte 22 und dem Boden des Abschreckgefäßes 18 angeordnet. Die vertikale Trennwand 23 stützt den Abschreckrahmen 21 durch die Staudruckbeseitigungsplatte 22. Das untere Ende des Abschreckrahmens 21 steht nicht in Kontakt mit dem Boden des Abschreckgefäßes 18. Eine Unterkammer 24 ist unter dem Abschreckrahmen 21 durch die vertikale Trennwand 23 und die Staudruckbeseitigungsplatte 22 gebildet.
  • Eine geeignete Anzahl von Führungsrohren 25 treten in gleichmäßigen Abständen durch die vertikale Trennwand 23 ein. Die Innenöffnungen der Führungsrohre 25 sind zur Staudruckbeseitigungsplatte 22 hin gekrümmt, d.h. nach oben. Das Abschrecköl 20 im Abschreckbehälter 18 wird den Führungsrohren 25 gleichmäßig durch eine nach oben abgebende Pumpe 26 zugeführt.
  • Ziffer 27 in 2 bezeichnet eine Umwälzpumpe zum Umwälzen des Abschrecköls 20 in den oberen und unteren Abschnitten des Abschreckrahmens 21, und 28 ist ein Umwälzrohr hierfür.
  • In dem oben genannten Aufbau wird das Abschrecköl 20 im Abschreckbehälter 18 durch die Führungsrohre 25 durch den Betrieb der nach oben abgebenden Pumpe 26 in die Unterkammer 24 zugeführt. Das in die Unterkammer 24 zugeführte Abschrecköl 20 stößt mit der Staudruckbeseitigungsplatte 22 zusammen und wandelt sich in eine laminare Strömung um, d.h. das Öl strömt in Schichten ohne Wirbel (laminare Strömung), und strömt dann von seinem unteren Ende her in den Abschreckrahmen 21. Das momentan behandelte Material W fährt durch den Elevator 19 in das Innere des Abschreckrahmens 21 hinab. Das Material W wird dort durch das in den Abschreckrahmen 21 strömende Abschrecköl 20 gekühlt.
  • Man sagt, daß das Prinzip der Härtung schnell, aber langsam erfolgen soll. Insbesondere, um das Härten perfekt mit weniger Verzerrungen durchzuführen, sollte das momentan behandelte Material W rasch abgekühlt werden, bis die Temperatur des Materials W einen sogenannten Nasenpunkt der S-Kurve erreicht (der Zeit-Temperatur-Umwandlungskurve) und sollte danach für eine bestimmte Zeit beim Ms-Punkt (dem martensitischen Startpunkt, bei ungefähr 210°C) gehalten werden, um die Temperatur im gesamten momentan behandelten Material W auszugleichen, bevor man zur martensitischen Umwandlung weitergeht.
  • Gleichmäßige Härtung ohne irgendeine Unregelmäßigkeit kann in der Laminarströmungshärtungskammer 5 erreicht werden, da im Gegensatz zu im Stand der Technik verwendeten Methoden unter Verwendung von Schaufeln zum Umrühren des Abschrecköls, im Abschrecköl keine Blasen erzeugt werden und außerdem keine turbulente Strömung auftritt.
  • 3 zeigt ein Beispiel der Temperaturveränderung des momentan behandelten Materials W (Kurve X) und der Temperaturveränderung des Abschrecköls (Kurve Y) während des eigentlichen Härtungsverfahrens in der Härtungskammer 5 mit dem oben beschriebenen Aufbau.
  • In 3 ist der Bereich zwischen 0 und A entlang der Zeitachse ein sogenannter kritischer Bereich, in dem das momentan behandelte Material W durch Betreiben der nach oben abgebenden Pumpe 26 schnell gekühlt werden muß.
  • Der Bereich zwischen A und B ist ein Abschnitt verhältnismäßig langsamen Kühlens des Materials W, sobald die Pumpe 26 angehalten worden ist.
  • Wenn nämlich die nach oben abgebende Pumpe 26 angehalten wird, steigt die Temperatur des Abschrecköls 20 aufgrund der Wärme, die vom momentan behandelten Material W übertragen wird. Folglich wird das Material W langsam abgekühlt.
  • Der Bereich zwischen B und C ist ein Abschnitt zum Verringern der Temperaturdifferenz zwischen den oberen und den unteren Teilen des momentan behandelten Materials W durch Betreiben der Umwälzpumpe 27. Die Umwälzpumpe 27 führt das Abschrecköl in den Abschreckrahmen 21 zu, wobei sie vom oberen Teil absaugt und zum unteren Teil zuführt.
  • Somit zirkuliert das Abschrecköl im Abschreckrahmen 21 vertikal und verringert die Temperaturdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Teil des momentan behandelten Materials W.
  • Der Bereich zwischen C und D ist ein Abschnitt zur Verstärkung der martensitischen Umwandlung durch Absenkung der Temperatur des Materials W und der Temperatur des Abschrecköls 20 durch ein erneutes Starten der Pumpe 26. Der Bereich zwischen D und E ist ein Slingerverfahren.
  • Ein Wechselrichter wird zum Betrieb der nach oben abgebenden Pumpe 26 verwendet, um eine Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit durch Einstellen ihrer Frequenz auf einen geeigneten Wert zu ermöglichen. Durch Verwendung eines Zeitgebers kann die Betriebsdauer der Pumpe 26 auf vorbestimmte Intervalle eingestellt werden.
  • In die der Härtungskammer 5 benachbarte Spülkammer 6 kann Stickstoff oder Kohlendioxidgas gespült werden, um eine abgeschirmte Umgebung während des Transports des behandelten Materials W zu bilden.
  • 4 zeigt eine Verfahrensfolge während einer Aufkohlungsbehandlung unter Verwendung der oben genannten Gasaufkohlungsvorrichtung.
  • In einem Beispiel wurde ein Gesamtgewicht von 300 kg zu behandelnden Materials W in der Vorheizkammer 1 in 1,2 Stunden auf 930°C vorgeheizt. In dem dem Laden des zu behandelnden Materials W folgenden Anfangsabschnitt wurde das Heizen durch Anhalten des Lüfters 15 und Schuß-Spülen mit Butan gesteuert/geregelt. Dann wurde das Material W, welches auf 930°C vorgeheizt worden war, zur Aufkohlungskammer 2 transferiert, um in 0,43 Stunden auf 1050°C aufgeheizt zu werden und um in 1,18 Stunden eine Aufkohlungsbehandlung in einer Aufkohlungsatmosphäre durchzuführen, die bei der Strömungsrate von 1–5 l/min als Kohlenwasserstoffgas zugeführtes Butan und bei der Strömungsrate von 0,5–2,0 l/min als Oxidationsgas zugeführtes Kohlendioxid enthält.
  • Danach wurde das momentan behandelte Material W in 0,17 Stunden in der Kühlkammer 3 auf 500°C abgekühlt, dann in der Wiederaufheizkammer 4 in 0,6 Stunden auf die bevorzugte Härtungstemperatur von 850°C wieder aufgeheizt, worauf ein Härten mit der Laminarströmungsmethode folgte, was zu einer Aufkohlungsschicht mit einer Dicke von mehr als 1,3 mm führte.
  • Die für das Aufkohlen einschließlich des Härtens erforderliche Gesamtzeit betrug 3,35 Stunden, und die sogenannten Zykluszeit entspricht der längsten Verweilzeit, d.h. der Vorheizzeit von 1,2 Stunden. Die stündliche Produktionsrate kann daher bis zu 300 kg/1,2 Stunden = 250 kg/Stunde betragen.
  • Zum Vergleich mit dem bevorzugten Aufkohlungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist eine Verfahrensfolge für eine herkömmliche Aufkohlungsbehandlung des Stands des Technik (Aufkohlungstemperatur: 930°C) in 5 gezeigt.
  • In diesem Vergleich wurde eine Aufkohlungsbehandlung unter Verwendung von 550 kg Material in einem Einsatzofen durchgeführt. Bei diesem Vergleich waren das momentan behandelte Material W und die Aufkohlungsatmosphäre die gleiche wie die in der vorliegenden Erfindung verwendeten. Bei diesem Vergleich betrug die für das Aufkohlungsverfahren bis zum Härten erforderliche Gesamtzeit 7,5 Stunden, und die stündliche Produktionsrate war 550 kg/7,5 Stunden = 73 kg/Stunde.
  • Ein Vergleich der stündlichen Produktionsraten der zwei Verfahren ergibt 250 kg/73 kg = 3,4, und daher ist die Stundenproduktionseffizienz für das bevorzugte Aufkohlungsverfahren der vorliegenden Erfindung 3,4mal größer. Dies bedeutet, daß die Behandlungszeit verkürzt werden kann. Da der Gasverbrauch durch die Verkürzung der Behandlungszeit verringert wird, ist das erläuterte erfindungsgemäße Aufkohlungsverfahren wirtschaftlicher.
  • Durch Vergrößern der Einsatzkomponenten in der Vorheizkammer, der Aufkohlungskammer und der Wiederaufheizkammer im Falle der vorliegenden Erfindung, kann die stündliche Produktionsrate weiter erhöht werden. Als Heizmittel können entweder elektrische Energie oder Gas verwendet werden.
  • Ferner betrug die Korngrenzenoxidation bei einem SCM420-Typ-Material 20–25 μm in dem in 5 gezeigten Vergleich, aber sie konnte auf weniger als 15 μm in dem in 4 gezeigten erläuterten Beispiel der vorliegenden Erfindung verringert werden.

Claims (7)

  1. Gasaufkohlungsverfahren, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte: Vorheizen des zu behandelnden Materials (W) auf eine Temperatur von 750–950 °C in einer Vorheizkammer (1); Heizen des zu behandelnden Materials (W) auf 1000–1100 °C in einer direkt zugeführten Aufkohlungsatmosphäre aus Kohlenwasserstoff und Oxidationsgasen in einer Aufkohlungskammer (2); Zwangsabkühlen des momentan behandelten Materials (W) auf eine Temperatur unter 600 °C in einer Kühlkammer (3); Wiederaufheizen des Materials (W) auf 750–850 °C in einer Wiederaufheizkammer (4); und Härten des Materials (W) in einer Härtungskammer (5), wobei jede dieser Kammern ihre eigenen Transfermittel (14) aufweist und sie durch Öffnungs-/Schließtüren (812) in Reihe verbunden sind, um das aufzuheizende Material (W) zu überführen.
  2. Gasaufkohlungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das zu behandelnde Material (W) auf 930 °C vorgeheizt wird.
  3. Gasaufkohlungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zu behandelnde Material (W) bei 1050 °C aufgekohlt wird.
  4. Gasaufkohlungsverfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Material (W) nach dem Aufkohlen auf eine Temperatur von 500 °C zwangsabgekühlt wird.
  5. Gasaufkohlungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material auf 850 °C wiederaufgeheizt wird.
  6. Gasaufkohlungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Härten durch Abschrecken des Materials (W) in einer Laminarströmung aus Abschrecköl erreicht wird.
  7. Gasaufkohlungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material (W) bei 210 °C gehärtet wird.
DE69514775T 1995-01-20 1995-11-07 Gasaufkohlungsverfahren Expired - Lifetime DE69514775T3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2614495 1995-01-20
JP02614495A JP3448789B2 (ja) 1995-01-20 1995-01-20 ガス浸炭方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE69514775D1 DE69514775D1 (de) 2000-03-02
DE69514775T2 DE69514775T2 (de) 2000-09-21
DE69514775T3 true DE69514775T3 (de) 2005-04-07

Family

ID=12185358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69514775T Expired - Lifetime DE69514775T3 (de) 1995-01-20 1995-11-07 Gasaufkohlungsverfahren

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5676769A (de)
EP (1) EP0723034B2 (de)
JP (1) JP3448789B2 (de)
KR (1) KR100363813B1 (de)
DE (1) DE69514775T3 (de)
ES (1) ES2141308T5 (de)
IN (1) IN187151B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006040814A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-06 Schaeffler Kg Verfahren zum Erzeugen einer hoch einsatzhärtbaren Wälzlagerkomponente

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3895000B2 (ja) * 1996-06-06 2007-03-22 Dowaホールディングス株式会社 浸炭焼入焼戻方法及び装置
KR980009500A (ko) * 1996-07-23 1998-04-30 김무 금속 피처리물을 플라즈마 침탄처리하기 위한 장치 및 방법
AT404029B (de) * 1996-09-16 1998-07-27 Ald Aichelin Ges M B H Niederdruck-aufkohlungsanlage
KR100208151B1 (ko) * 1996-11-14 1999-07-15 정몽규 강의 열처리 방법
JP3387427B2 (ja) * 1997-11-27 2003-03-17 アイシン精機株式会社 鋼の熱処理方法
DE19834133C1 (de) * 1998-07-29 2000-02-03 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung von Hohlwellen
FR2813892B1 (fr) * 2000-09-13 2003-09-26 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de traitement thermique d'aciers d'outillages hypoeutectoides
US7438477B2 (en) 2001-11-29 2008-10-21 Ntn Corporation Bearing part, heat treatment method thereof, and rolling bearing
US20030226620A1 (en) * 2002-06-05 2003-12-11 Van Den Sype Jaak Stefaan Process and apparatus for producing amtospheres for high productivity carburizing
US6969430B2 (en) * 2002-06-05 2005-11-29 Praxair Technology, Inc. Process and apparatus for producing atmosphere for high productivity carburizing
ES2255651T3 (es) 2002-10-17 2006-07-01 Ntn Corporation Rodamiento de rodillos de tipo integral y seguidores de levas de rodillos para motor.
US7334943B2 (en) 2003-02-28 2008-02-26 Ntn Corporation Differential support structure, differential's component, method of manufacturing differential support structure, and method of manufacturing differential's component
JP4718781B2 (ja) 2003-02-28 2011-07-06 Ntn株式会社 トランスミッションの構成部品および円錐ころ軸受
JP2004301321A (ja) 2003-03-14 2004-10-28 Ntn Corp オルタネータ用軸受およびプーリ用軸受
JP4152283B2 (ja) * 2003-08-29 2008-09-17 Ntn株式会社 軸受部品の熱処理方法
US7594762B2 (en) 2004-01-09 2009-09-29 Ntn Corporation Thrust needle roller bearing, support structure receiving thrust load of compressor for car air-conditioner, support structure receiving thrust load of automatic transmission, support structure for continuously variable transmission, and support structure receivin
JP4540351B2 (ja) 2004-01-15 2010-09-08 Ntn株式会社 鋼の熱処理方法および軸受部品の製造方法
FR2874079B1 (fr) * 2004-08-06 2008-07-18 Francis Pelissier Machine de traitement thermochimique de cementation
KR100599256B1 (ko) * 2004-10-11 2006-07-18 동우열처리공업 주식회사 밀폐형 염욕실을 일체로 구비한 가스침탄 열처리로(爐)
JP2007046717A (ja) 2005-08-10 2007-02-22 Ntn Corp ジョイント用爪付き転動軸
RU2008110923A (ru) * 2005-08-22 2009-09-27 Эл Джи Электроникс Инк. (Kr) Устройство и способ для воспроизведения данных, устройство и способ для записи данных и носитель записи
JP4458079B2 (ja) * 2006-09-27 2010-04-28 株式会社Ihi 真空浸炭処理装置
JP4458107B2 (ja) 2007-03-09 2010-04-28 株式会社Ihi 真空浸炭処理方法及び真空浸炭処理装置
US20110284132A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Hightemp Furnaces Limited Method for reduction of time in a gas carburizing process and cooling apparatus
GB2490714A (en) * 2011-05-11 2012-11-14 Hightemp Furnaces Ltd Methods and apparatus for gas carburising
KR101618738B1 (ko) 2014-12-22 2016-05-10 재단법인 포항산업과학연구원 금속의 열환원 장치
CN106191444B (zh) 2014-09-04 2018-08-24 浦项产业科学研究院 热还原设备、该设备的闸门装置和冷凝系统及其控制方法
KR101618740B1 (ko) 2014-12-22 2016-05-10 재단법인 포항산업과학연구원 금속의 열환원 장치와 금속의 열환원 장치의 게이트 장치
KR101618744B1 (ko) 2014-11-18 2016-05-10 재단법인 포항산업과학연구원 금속의 열환원 장치와 금속의 열환원 장치의 내화벽
KR101628655B1 (ko) * 2014-11-20 2016-06-13 재단법인 포항산업과학연구원 열환원장치
KR101618737B1 (ko) 2014-12-23 2016-05-10 재단법인 포항산업과학연구원 금속의 열환원 장치와 금속의 열환원 장치의 단열벽
JP6477609B2 (ja) 2016-06-20 2019-03-06 トヨタ自動車株式会社 表面処理方法および表面処理装置
CN113862455B (zh) * 2021-09-25 2022-05-20 连云港超越重型传动件有限公司 用于轴承座生产的淬火装置及其淬火方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3950192A (en) * 1974-10-30 1976-04-13 Monsanto Company Continuous carburizing method
US4415378A (en) * 1982-04-22 1983-11-15 Dana Corporation Case hardening method for steel parts
CA1225536A (en) * 1982-08-09 1987-08-18 Borgwarner Transmission Systems Inc. High efficiency reduction carburization
US4495004A (en) * 1983-10-20 1985-01-22 Italtractor Itm Spa Process for high-temperature carburizing treatment of track bushes for tractors or tracked vehicles
JPS60141863A (ja) * 1983-12-28 1985-07-26 Santetsuku:Kk 連続熱処理方法および連続熱処理装置
JPS6127485A (ja) * 1984-07-17 1986-02-06 中外炉工業株式会社 連続式雰囲気熱処理炉
GB2162208B (en) * 1984-07-20 1988-07-06 Ipsen Ind Int Gmbh Heat treatment of metal workpieces
US4950334A (en) * 1986-08-12 1990-08-21 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Gas carburizing method and apparatus
JPS6438870A (en) 1987-08-04 1989-02-09 Nec Corp Electronic cutform system
DE3800838C1 (de) * 1988-01-14 1989-09-14 Skf Gmbh, 8720 Schweinfurt, De
JP2619463B2 (ja) 1988-03-07 1997-06-11 三井石油化学工業株式会社 変性エポキシ樹脂の製造方法
US5133813A (en) * 1990-07-03 1992-07-28 Tokyo Heat Treating Company Ltd. Gas-carburizing process and apparatus
DE4204982A1 (de) * 1992-02-19 1993-08-26 Hoechstadter Maschinenfabrik S Verfahren zur thermochemisch-thermischen behandlung von einsatzstaehlen
JPH0651904A (ja) 1992-07-29 1994-02-25 Nec Corp 状態入力複数装置および方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006040814A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-06 Schaeffler Kg Verfahren zum Erzeugen einer hoch einsatzhärtbaren Wälzlagerkomponente

Also Published As

Publication number Publication date
EP0723034B1 (de) 2000-01-26
EP0723034A2 (de) 1996-07-24
JP3448789B2 (ja) 2003-09-22
JPH08199331A (ja) 1996-08-06
EP0723034A3 (de) 1996-12-11
EP0723034B2 (de) 2004-05-19
US5676769A (en) 1997-10-14
ES2141308T5 (es) 2004-11-01
IN187151B (de) 2002-02-16
DE69514775D1 (de) 2000-03-02
DE69514775T2 (de) 2000-09-21
ES2141308T3 (es) 2000-03-16
KR100363813B1 (ko) 2003-02-05
KR960029481A (ko) 1996-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69514775T3 (de) Gasaufkohlungsverfahren
EP1948834B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen ausbildung eines bainitgefüges in einem kohlenstoffstahl, insbesondere in einem bandstahl
DE102007012180B3 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung von Halbzeugen aus Metall
EP1426454A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität und Durchlaufofen hierfür
EP2511639B1 (de) Drehherdofen
DE10197283T5 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Vakuumwärmebehandlung
DE102017119492A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen
EP0011148A1 (de) CVD-Beschichtungsvorrichtung für Kleinteile und ihre Verwendung zur Beschichtung von Spannelementen von Dentalturbinen
EP2717008A2 (de) Gasdichter schutzgasbegaster Industrieofen, insbesondere Kammerofen, Durchstossofen, Drehherdofen oder Ringherdofen
DE102006044626A1 (de) Aufkohlungsbehandlungsvorrichtung und -verfahren
DD250550A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von stahldraehten
AT509596B1 (de) Verfahren zum erwärmen eines formbauteils für ein anschliessendes presshärten sowie durchlaufofen zum bereichsweisen erwärmen eines auf eine vorgegebene temperatur vorgewärmten formbauteils auf eine höhere temperatur
DE2620377A1 (de) Verfahren zur waermebehandlung von dickwandigen stahlroehren
EP1488181A1 (de) Anlage zur w rmebehandlung von werkst cken
DE602004009438T2 (de) Verfahren und ofen zum biegen von glasscheiben
WO1993020248A1 (de) Verfahren zur wärmebehandlung von metallischem gut
US3596037A (en) Apparatus for inductively heat-treating steel workpieces
EP1078994A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Feindraht
DE2230401A1 (de) Steuerung der Glasform während des Kühlens
DE2917386A1 (de) Regelanordnung zum elektrischen schmelzen von glas
DE4007123C2 (de)
DE112004001920T5 (de) Wärmebehandlungssystem
DE102013015347A1 (de) Ofen zur Erwärmung eines Stahlblechs
EP0621345A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Gegenständen
US1810612A (en) Method of heat treating metal

Legal Events

Date Code Title Description
8363 Opposition against the patent
8366 Restricted maintained after opposition proceedings