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Verfahren und Anlage zum Zementieren von Metallteilen Die Erfindung
bezieht sich auf das Zementieren von metallischen Werkstücken.
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In der folgenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen ist der Ausdruck
Zementieren nicht nur als Bezeichnung der Oberflächenanreicherung an Kohlenstoff
zu verstehen, vielmehr soll er ganz allgemein die thermochemischen Behandlungen
umfassen, welche bei Eisen, Stahl, Gußeisen oder anderen Metallen vorgenommen werden
können, um ihre Oberfläche durch Verbindung, Diffusion oder Überzug entweder mit
Kohlenstoff oder einem :Metall wie Chrom, Zink, Aluminium, Kupfer oder einem entsprechenden
Metall oder einem Metalloid, wie z. B. Silicium, anzureichern oder sogar ihr bei
Gußeisen Sauerstoff für die Entkohlung zuzuführen. Diese verschiedenen Behandlungen
ermöglichen es, bei gewissen Metallstücken Oberflächeneigenschaften, wie Härte und
Korrosionsbeständigkeit, zu@erzielen, während ihr Kern die Eigenschaften des ursprünglichen
Metalls, insbesondere seine Zähigkeit, behält.
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Nach ,dem bisher verwendeten Verfahren werden die zu zementierenden
Stücke in einen geschlossenen Behälter, z. B. einen Kasten, in Berührung mit einem
Gemisch von festen Wirkungsstoffen eingesetzt.
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Dieses Verfahren erfordert für seine Ausführung geschultes Personal
und ferner eine umfangreiche Einrichtung. Es sind zahlreiche Handgriffe auszuführen,
und der Wärmeverbrauch ist hoch. Das Zementieren im Einsatz ist somit kostspielig
und außerdem langsam, was seine Gestehungskosten
noch weiter erhöht.
Schließlich ist das Einsatz= zementieren für die Behandlung von Werkstücken größerer
Abmessungen wegen der Gefahr der Verformung schlecht geeignet.
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Für das Zementieren - mit Kohlenstoff wurde schon vorgeschlagen, die
Einsatzbehandlung durch eine Gaszementierung zu ersetzen, bei welcher die Werkstücke
in eine geheizte Kammer eingebracht werden, in welcher ein karburierendes Gasgemisch,
wie z. B. Schwachgas, Kohlenwasserstoffe oder Leuchtgas, umläuft. Der Arbeitsgang
ist dann schneller, einfacher und weniger beschwerlich, das Personal kann weniger
geschult sein, und die Einrichtung nimmt nur einen beschränkten Raum ein.
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Die durch dieses Verfahren erzielten Vorteile werden jedoch durch
die geringe Qualität der erhaltenen Ergebnisse aufgewogen. Es tritt nämlich eine
ungenügende Eindringung des Kohlenstoffes ein, und die aufgekohlte Schicht ist entweder
zu dünn oder ungleichmäßig aufgekohlt. Der Kohlenstoff ist fast ausschließlich auf
der Oberfläche verteilt, so daß die Stücke spröde sind und zum Abblättern neigen.
Außerdem sind die Stücke nach der Behandlung mit einem stark haftenden Bußbelag
überzogen, der nur schwer entfernt werden kann.
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Auch sind in den verwendeten Gasen Stoffe vorhanden, die für die Behandlung
schädlich sind, wie z. B. Schwefel, ein Stoff, der die Anwendung .des Verfahrens
nicht zuläßt, wenn es sich um die Behandlung von gewissen Stählen, wie z. B. Nickelstählen,
handelt.
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Außer dem Zementieren mit Schwachgas, Leuchtgas usw. sind auch schon
Gaszementierungsverfahren bekannt, bei denen die zu zementierenden Teile in eine
durch Erhitzung von festen Zementierungsstoffen erzeugte Gasatmosphäre gebracht
werden, ohne daß die Wirkungsstoffe mit den zu zementierenden Teilen in Berührung
kommen. In der Regel wird bei solchen Verfahren je nach der Oberfläche und der Eindringtiefe
eine bestimmte Menge Zementierungspulver in den Ofen eingesetzt und erhitzt. Dabei
zeigt sich aber der Übelstand, daß nach dem Verschließen des Ofens die Zusammensetzung
oder die Gasmenge nicht mehr beeinflußt werden kann und die Vergütung der behandelten
Teile meist nur mangelhaft ist.
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Ein weiterer Nachteil besteht auch noch darin, ,daß bereits beim Anheizen
des Ofens das Härtepulver mit erhitzt wird und schon zu einer Zeit Gas abgibt, während
der die zu zementierenden Teile noch zu kalt sind, um behandlungsfähig zu sein.
Es wird dadurch ein Teil des Härtepulvers vergeudet, und das Verfahren ist dadurch
unwirtschaftlich.
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Man hat daher schon versucht, die zu zementierenden Teile in Vorwärmöfen
aufzuheizen, was jedoch wieder den Nachteil mit sich bringt, daß die Teile zweimal
transportiert werden müssen. Außerdem lassen sich die beißen Teile nur mit Schwierigkeiten
handhaben.
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Ein anderer Vorschlag, den Verbrauch von Härtepulver einzuschränken,
geht dahin, den Zementierungsofen -in eine Behandlungskammer und in eine Gasentwicklungskammer
zu unterteilen, wobei die Gasentwicklungskammer unter der Behandlungskammer liegt
und von ihr durch einen rostähnlichen Boden getrennt ist. In der Gasentwicklungskammer
befindet sich zum Aufnehmen des Zementierungspulvers ein endloses Förderband, das
jedoch erst dann von außen beschickt wird, wenn die zu zementierenden Teile ihre
Umwandlungstemperatur erreicht haben. Ist das Härtepulver verbraucht, wird es von
dem Förderband ausgeworfen.
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Bei diesem letzteren Verfahren ist zwar der Härtepulverbedarf geringer,
dafür sind aber die Kosten für den Ofen wesentlich höher, da es: erhebliche Schwierigkeiten
bereitet, das Förderband, besonders an der Auswurfstelle, so abzudichten, daß kein
Gas entweicht bzw. eine Schwächung des Gases durch eindringende Luft stattfindet.
Somit ist auch hier keine Verbesserung gegenüber den anderen bekannten Verfahren
festzustellen, und zwar um so weniger, als der Hauptnachteil, nämlich die Nichtregelbarkeit
der Zusammensetzung - des Gasgemisches während der Behandlungsdauer, nach wie vor
bestehenbleibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, alle diese Nachteile der bekannten
Zementierungsverfabren zu beseitigen und ein Verfahren zum Zementieren zu entwickeln,
bei dem das eingesetzte Härtepulver vollkommen ausgenutzt wird und eine Änderung
der Zusammensetzung des Gases während der Behandlungsdauer möglich ist. Zur Erfindungsaufgabe
gehört es weiterhin, eine Anlage zur Ausführung dieses Verfahrens zu schaffen.
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Ausgehend von den bekannten Verfahren zum Zementieren von Metallteilen
mit Hilfe von festen Zementierungsstoffen, wie sie üblicherweise bei der Zementierung
durch Berührung zwischen diesen festen Stoffen und den Metallteilen verwendet werden,
wobei die Metallteile in eine durch Erhitzung der festen Wirkungsstoffe erzeugte
Gasatmosphäre gebracht werden, ohne daß diese Stoffe mit den zu zementierenden Teilen
in Berührung stehen, beruht die Erfindung auf dem Gedanken, die festen Zementierungsstoffe
so getrennt von .den zu zementierenden Teilen anzuordnen, daß die Zementierungsstoffe
aus der Behandlungskammer während der Behandlung vorübergehend entfernt werden können,
so daü in jeder Phase des Behandlungsvorganges die für -das jeweilige Material der
zu zementierenden Teile günstigste Zusammensetzung erreichbar und damit zugleich
auch die j Tiefenwirkung zu beeinflussen ist.
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Auf diese Weise wird nicht nur die Qualität der Zementierung wesentlich
verbessert, sondern auch der Verbrauch an Zementierungspulver sinkt auf ein Mindestmaß,
so,daß sich insbesondere in wirtschaftlicher Hinsicht ein Fortschritt ergibt.
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Günstig ist es, wenn entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung
die Gasatmosphäre für die Zementierung in einem geschlossenen Kreis zwischen den
festen Wirkungsstoffen und den zu zementierenden Teilen bewegt wird. Dadurch erreicht
man
nämlich, daß stets unverbrauchtes Gas an die zu zementierenden Teile gelangt und
der Behandlungsvorgang schneller vor sich geht.
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Die festen Zementierungsstoffe können diejenigen sein, welche für
die Oberflächenaufkohlung von Stahlstücken bekannt sind, z. B. Holzkohle oder Pulver
von calcinierten Knochen, welchem Bariumcarbonat oder Kaliumbichromat zugesetzt
ist. Sie können auch die für die Einsatzzementierung bekannten Stoffe sein, bei
welcher die Oberflächenbehandlung der Stücke durch Diffusion erfolgt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich an
Hand der Zeichnung aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen von
Anlagen, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar sind.
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Abb. i ist ein senkrechter Schnitt eines Ofens mit vertikalem Topf
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt
einer Anlage, die zwei Ofen umfaßt und insbesondere für die Oberflächen.aufkohlung
von Stahlstücken vorgesehen ist; Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt einer Anlage
mit zwei Ofen, die insbesondere für die Oberflächenmetallbehandlung gewisser Stücke
verwendbar ist.
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Abb. i zeigt einen Ofen, dessen Hauptmauerwerk i eine innere Verbrennungskammer
2 umgrenzt. Die Heizung des Ofens erfolgt durch eine Anzahl von Brennern 3, und
die Verbrennungsgase werden durch einen Kamin 4 abgeführt, der durch ein einstellbares
Register 5 geregelt wird.
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Die Mitte der Kammer 2 wird von einem senkrechten Topf 6 eingenommen,
der bei 7 d'ie zu zementierenden Stücke aufnimmt. Der Topf 6 ist in seinem oberen
Teil durch einen abnehmbaren Deckel 8 geschlossen, welcher mit einem Anhubring 9
versehen ist. Der Deckel ruht normalerweise auf dem Topf, und die Abdichtung wird
durch einen Umfangsfalz io bewirkt.
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Der Deckel 8 kann außerdem mit verschiedenen Meß- oder Überwachungsgeräten
ausgestattet sein, wie z. B. einem Pyrometer i i, einem Manometer 12 und einem Gasanalyseanzeiger
13. An seiner Grundfläche ist der Topf 6 durch eine außerhalb des Ofens i gelegene
Kammer 14 verlängert. Diese Kammer 14 ist somit der Einwirkung der Heizung entzogen.
Sie umschließt eine Patrone 15, die mit einem Gemisch von Wirkungsstoffen versehen
ist, welche Zementierungsgas erzeugen können. Diese Patrone ist an einer Zugstange
16 befestigt, welche den Boden 17 der Kammer 14 durchsetzt und in einer dichten
Muffe 18 des Bodens 17 gleiten kann. Durch eine Befestigungsschraube i9 kann die
Stellung der Zugstange 16 in der Muffe 18 festgelegt und aufrechterhalten werden.
Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann man die Patrone 15 in der Kammer 14 verschieben
und ihre Lage in dieser Kammer festlegen.
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In dem Topf 6 ist ein Korb 2o vorgesehen, um die Beschädigung der
Patrone 15 bei .der Beschickung oder Entleerung des Topfes 6 zu vermeiden. Die beschriebene
Anlage wird in folgender Weise: betrieben: Zunächst wird der Topf 6 mit den zu zementierenden
Stücken 7 beschickt, und dann wird die Patrone 15 durch Betätigung ,der Zugstange
16 nach oben verschoben, bis sie vollständig in den Topf 6 eintritt. Danach werden
die Brenner 3 in Gang gesetzt, bis die an dem Pyrometer i i abgelesene Innentemperatur
des Topfes 6 auf den erforderlichen Wert ansteigt. Bei dieser Temperatur können
.die Stücke 7 zementiert werden, 'und die festen Wirkungsstoffe, aus welchen .die
Patrone 15 besteht, reagieren und entwickeln das Zementierungsgas.
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Da der Topf 6 dicht abgeschlossen ist, steigt der Druck in ihm an.
Wenn das Manometer 12 anzeigt, daß der Druck den vorher festgelegten Wert erreicht
hat, zieht man die Patrone 15 in der Kammer 14 nach unten, so .daß sie ganz oder
teilweise der Einwirkung der Hitze entzogen wird. Die Gaszementierung der Stücke
7 geht dann unter den erforderlichen Bedingungen vor sich und wird während einer
Zeit fortgesetzt, die der gewünschten Zementierungsstärke entspricht.
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Während des Arbeitsvorganges überwacht man die Temperatur, den Druck
und die Angaben des Gerätes 13, welches die Zusammensetzung des Gases anzeigt. Wenn
der Druck nachläßt oder die Zusammensetzung des Gases von den festgelegten Anteilen
abweicht, braucht man nur die Höhe der Patrone 15 zu verändern, bis die normalen
Verhältnisse wiederhergestellt sind.
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Der beschriebene Ofen nach Abb. i kann für eine beliebige Art der
Zementierung mit Kohlenstoff, Silicium, mit verschiedenen Metallen und sogar mit
Sauerstoff Verwendung finden. In jedem besonderen Falle wird die Patrone 15 aus
einem Gemisch .der festen Wirkungsstoffe ausgebildet, die zur Ausführung derselben
Zementierung nach dem üblichen Einsatzverfahren verwendbar sind.
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Für eine Zementierung mit Kohlenstoff kann man ein Gemisch von Bariumcarbonat
und Holzkohle verwenden.
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Für die Zementierung mit Zink kann man pulverförmiges Zink, Sand und
Naphthalin oder auch nach einer Abwandlung ein Gemisch von Zinkoxyd und Ammoniumsulfat
verwenden. Bei der Zinkbehandlung können die zu zementierenden Stücke und das Gemisch
der festen Wirkungsstoffe auf Temperaturen erhitzt werden, die zwischen 25o und
5oo° C schwanken, je nach der Dauer der Behandlung und nach der gewünschten Art
der Zementierung (tiefe Eindringung oder Oberflächenverzinkung).
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Bei einer Zementierung mit Chrom kann man ein Gemisch von Ferrochrom,
Chrom und Kaolin verwenden, wobei die betreffenden Temperaturen der festen Wirkungsstoffe
und -der zu zementierenden Stücke in der Größenordnung von ii5o° C liegen. Je nach
den Einzelheiten des verwendeten Verfahrens erhält man auch dann eine tiefe Eindring
ung des Chroms oder einen Oberflächenüberzug.
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Bei einer Zementierung mit Silicium verwendet man Gemische von festen
Wirkungsstoffen, .die-aus Silicium und Kaolin oder aus Ferrosilicium und
einem
reduzierenden Stoff, wie z. B. Siliciumkarbid, oder einer Chlorverbindung bestehen
kann. Die Behandlungstemperaturen entsprechen denjenigen, die bei der Behandlung
mit Chrom angewendet werden.
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Bei einer Zementierung mit Aluminium verwendet man ein Gemisch von
körnigem Aluminium, Aluminiumoxyd und Chloraluminium bei einer Zementierungstemperatur
von etwa 95o° C: Der in Abb. i dargestellte Ofen kann auch für andere Arten der
Zementierung verwendet werden, z. B. für die Zementierung mit Kupfer mit einem Oberflächenniederschlag
von reinem Kupfer, wobei in diesem Falle der feste Wirkungsstoff vorzugsweise Kupferchlorür
ist.
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Nach der Zementierung müssen die Stücke -den Behandlungen unterworfen
werden, die Üblicherweise nach der Einsatzzementierung vorgenommen werden, d. h.
beispielsweise einer einfachen oder doppelten Härtung, Glühbehandlung, Anlassen
usw.
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Die Erfindung gestattet im übrigen eine Zementierung mit beliebigen
Metallen oder Metalloiden oder mit anderen, festen Wirkungsstoffen, als sie oben
angegeben wurden.
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Sofern das Gemisch von festen Wirkungsstoffen sich schlecht eignet,
um zur Herstellung einer Patrone 15 in Form eines Blockes gebracht zu werden, kann
man einen durchlochten Korb von gleicher Form wie die Patrone verwenden, der mit
dem Gemisch der z. B. pulverförmigen oder körnigen Wirkungsstoffe gefüllt wird.
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Abb. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt einer Anlage, die sich insbesondere
für .die Aufkohlung von Stahlstücken eignet, jedoch gegebenenfalls auch für eine
Zementierung anderer Art verwendet werden kann. Diese Anlage umfaßt einen Ofen 21
für die Gaszementierung und einen Ofen 22 für -die Erzeugung und die fortlaufende
Regeneration der Zementierungsgase. Der Ofen 21 ist nach der Bauart mit einer senkrechten
Kammer 23 ;zur Aufnahme der zu zementierenden Stücke ausgebildet. Diese Stücke können
in Körben 24 aufgenommen werden,' welche von den an .dem abnehmbaren Deckel 26 befestigten
Haken 25 getragen werden. Wenn die Stücke große Abmessungen haben, können sie unmittelbar
an den Haken 25 befestigt werden. Der Deckel 26 besitzt einen Bedienungsring 27
und ist auf der Kammer durch die Gelenkbolzen 28 dicht befestigt. Wie im Falle der
Abb. i ist ein Pyrometer 29 vorgesehen, .dessen Stab bis in unmittelbare Nähe der
zu zementierenden Stücke hinabreicht. Der Ofen 2, 1 wird durch Brenner 3o
geheizt, und die Verbrennungsgase entweichen durch Kamine 34 32, die durch ein Register
33 bzw. 34 geregelt werden.
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Die Kammer 23 besitzt an ihrem unteren Teil einen :gelochten Doppelboden
35, unter welchem ein die Zementierungsgase zuführendes Rohr.36 einmündet. Am oberen
Teil der Kammer ist eine Leitung 37 für den Austritt der Zementierungsgase angeschlossen.
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Der Ofen 22 für die Regeneration und die Erzeugung der Zementierungsgase
besitzt ebenfalls eine Kammer 38, welche einen Korb 39 mit gelochtem Boden aufnimmt.
In @diesem Korb werden ringförmige Briketts 4o aufeinandergeschichtet, welche ein
Gemisch von Kohleoxyd erzeugenden Stoffen darstellen, z. B. von Holzkohle und Bariumcarbonat.
In der Mitte des Korbes 39 ist ein Behälter aus Metallgewebe oder aus gelochtem
Blech angeordnet, der eine Zusatzpatrone 41 des aktiven Zementierungsgemisches,
aus welchem die Briketts 4o bestehen, oder nur eines Bestandteiles dieses Gemisches
oder auch von weiteren geeigneten Wirkungsstoffen aufnehmen kann.
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Im unteren Teil der Kammer 38 ist eine Rohrleitung 42 vorgesehen,
welche mit der Leitung 37 verbunden ist, in der ein Drosselventil 43 eingebaut ist.
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In ihrem oberen Teil besitzt die Kammer 38 einen domförmigen Deckel
44, -der durch Gelenkbolzen 45 dicht befestigt ist. Am oberen Teil des Domes 44
ist ein zweiter Deckel 46 vorgesehen. Dieser zweite Deckel wird durch eine Schraube
47, die in einem abnehmbaren Bügel 48 angebracht ist, dicht befestigt. Der zweite
Deckel 46 ermöglicht ein leichtes und schnelles Einsetzen der Zusatzpatrone 41.
Der Dom 44 öffnet sich in eine Leitung 49, welche in das Rohr 36 der Zementierungskammer
23 übergeht. In der Leitung 49 ist ein Absperrventil 5o vorgesehen, beiderseits
welchem die Saugleitung 5 1 und die Druckleitung 52 eines Kompressors 53
einmünden. Jede dieser Leitungen wird (durch ein Ventil 54 bzw. 55 überwacht. Die
Leitung 49 enthält außerdem .ein Manometer 56 und einen Gasanalyseanzeiger57. Der
Ofen 2,2 wird durch Brenner 58 geheizt und seine Temperatur durch Pyrometer 59 überwacht.
Der Austritt der Verbrennungsprodukte des Ofens 22 erfolgt durch einen Kanal 6o,
der an dem unteren Teil des Ofens 2z einmündet. Dieser letztere wird demnach hauptsächlich
durch die aus dem Ofen 22 kommenden Verbrennungsprodukte geheizt. -Die Anlage kann
außerdem Geräte zur selbsttätigen Regelung aufweisen, die .durch das Manometer,
das Gasanalysegerät und die verschiedenen Pyrometer überwacht werden und den Kompressor
53, die Ventile und die Brenner so steuern, daß ohne Überwachung während einer bestimmten
Zeit ein vollständiges Programm von Arbeitsgängen ausgeführt wird.
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Die beschriebene Anlage arbeitet in der folgenden Weise: Wenn die
Kammern 23 und 38 gefüllt sind, heizt man die Öfen 2i und 22 bis auf die passenden
Temperaturen, z. B. 875° C bei dem Ofen 21 und 95o° C bei dem Ofen 22.
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Das Bariumcarbonat und die Holzkohle, welche bei der Aufkohlung von
Stahlstücken verwendet werden, ergeben Baryt, und das sich entwickelnde Kohlenoxyd
wird durch die Leitung 49 und das Rohr 36 in die ZementWungskammer 23 eingeführt.
Das Kohleoxyd diffundiert in der Oberfläche der zu zementierenden Stücke und zersetzt
sich durch die Gegenwart des Eisens in Kohlenstoff, welcher sich mit dem Eisen verbindet,
und in Kohlensäure, die frei wird. Die letztere wird
durch den Überschuß
von Kohlenoxyd mitgeführt und durch die Leitung 37 abgeführt und gelangt in die
Kammer 38 zurück, wo sie durch Gegenwart der Holzkohle wieder Kohleoxyd bildet,
welches in den Kreis zurückgeführt wird.
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Wenn das Ventil 5o geschlossen und der Kompressor 53 in Gang gesetzt
wird, erreicht man einen beschleunigten Umlauf der Zementierungsgase, und man braucht
nur das Ventil 43 mehr oder weniger zu schließen, um einen Druckabfall zu erzeugen,
welcher in der Zementierungskammer 23 einen die Zementierung fördernden und ihre
Dauer vermindernden Überdruck hervorbringt.
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Durch Regelung der Zusammensetzung,der Gase und der Temperatur des
Ofens 21 kann man nach Belieben eine mäßige und tiefe Aufkohlung oder eine starke,
auf die Oberfläche beschränkte Aufkohlung erzielen undganz.allgemein jede gewünschte
Abstufung des -Kohlenstoffgehaltes der zementierten Schicht.
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Wenn man in einem bestimmten Augenblick die Zusammensetzung der Zementierungsgase
sehr weitgehend verändern will, kann man den zweiten Deckel 46 öffnen und die Patrone
..1 auswechseln.
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Da die Reaktion zwischen dem Bariumcarbonat und ,der Holzkohle eine
Gleichgewichtsreaktion ist, kann man zwischen den Zementierungen das Carbonat regenerieren,
indem man den Ofen 22 auf die passende Temperatur bringt. Gegebenenfalls kann man
auch leicht die Briketts qo auswechseln.
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Das Gemisch von Holzkohle und Bariumcarbonat kann auch durch ein gleichwertiges
Gemisch ersetzt werden, wie z. B. Calciumeyanamid oder Bariumacetat. Die beschriebene
Anlage ist wegen der Reihenschaltung der Öfen22 und 21 in der Heizung besonders
wirtschaftlich.
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Abb. 3 zeigt einen senkrechten Schnitteiner Anlage, die derjenigen
nach Abb.2 entspricht und für eine Zementierung beliebiger Art verwendet werden
kann. Sie besteht aus zwei im wesentlichen gleichen Ofen 61 und 62, die durch Brenner
63 und 64 mit flüssigem Brennstoff geheizt werden. Die Verbrennungskammern der beiden
Ofen sind in ihrem unteren Teil durch eine Leitung6,5 verbunden. Eine Kammer, nämlich
die des Ofens 62, steht mit einem Abzugkamin 66 durch Kanäle 67 und 68 in Verbindung,
welche durch Register 69 und 70 geregelt werden. jeder Ofen enthält
eine vertikale Kammer 71 bzw: 72, die durch einen Deckel 73 bzw. 74 geschlossen
ist.
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In jeder Kammer ist ein Korb 75 bzw. 76 angeordnet, der an .dem Deckel
durch Haken 77 bzw. 78 aufgehängt ist. Die Temperaturen der Ofen und der Kammern
werden durch Pyrometer 79 bis 82 überwacht.
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Im unteren Teil jeder Kammer mündet eine senkrechte Rohrleitung 83
bzw. 84 für den Eintritt des Zementierungsgases. In ihrem oberen Teil geht ein seitliches
Rohr 85 bzw. 86 für den Austritt des Gases ab. jede Rohrleitung 85 bzw. 86 besitzt
ein Abzugsrohr 87 bzw. 88, welches durch ein Ventil 89 bzw. go geregelt wird.
jede Kammer ist an ihrem oberen Teil mit dem unteren Teil der anderen Kammer verbunden,
wie dies aus Abb. 3 ersichtlich ist. Die Anlage kann in umfassender Weise durch
Manometer gi und 92, Drosselventile 93 und g4., einen Kompressor
95 und Ventile 96, 97 sowie durch eine mit einem Absperrventil 9g
versehene Umgehungsleitung 98 überwacht und geregelt werden.
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Um die Anlage in wirtschaftlicher Weise zu betreiben, wird der Ofen
61 vorzugsweise auf eine Temperatur geheizt, die höher oder wenigstens gleich derjenigen
des Ofens 62 ist, welcher dann praktisch durch die aus -der Leitung 65 kommenden
Verbrennungsgase geheizt wird.
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Folglich wird man bestimmen, welche der zu zementierenden Stücke oder
der festen Zementierungsstoffe auf die höhere Temperatur erhitzt werden müssen,
und man wird dann in den Korb 75 des Ofens 61 die Körper einlegen, welche auf die
höhere Temperatur erhitzt werden sollen.
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Wie im Falle der Abb. 2 zirkulieren die durch die festen Stoffe erzeugten
Gase in einem geschlossenen Kreis. Die Anlage nach Abb. 3 ist besonders zweckmäßig,
weil die Ofen unabhängig benutzt werden können, entweder für die zu zementierenden
Teile oder für die Zernentierungsstoffe.
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Wenn der Temperaturunterschied zwischen den beiden Ofen .groß genug
ist, kann der Umlauf der Gase auf natürliche Weise stattfinden. Man kann jedoch
auch die Umlaufgeschwindigkeit steigern und sogar einen Zementierungsdruck erzeugen,
der über denn atmosphärischen Druck liegt, wenn man den Kompressor 95 in
Betrieb setzt und das Ventil 9g schließt. Man braucht dann nur die Drosselventile
9q. zu regeln, um den Druck in der Kammer 72 zu erhöhen.
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Die in Abb.2 und 3 dargestellten Anlagen können wie die nach Abb.
i für jede Art der Zementierung verwendet werden.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Einzelheiten dieser Anlagen
beschränkt. Beispielsweise könnten die senkrechten Kammern der :dargestellten Ausführungsbeispiele
auch durch horizontale Muffeln ersetzt werden, die insbesondere für die Behandlung
von Stücken größerer Länge von Bedeutung sind.
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Außerdem könnte der Ofen für die Erzeugung und Regenerierung ,des
Zementierungsgasgemisches gemeinsam für mehrere Zementierungsöfen verwendet werden,
die z. B. sternförmig um ihn herum angeordnet sind. Die Ofen könnten auch in ein
und demselben Mauerwerk zusammengefaßt werden.