DE970372C

DE970372C - Verfahren und Einrichtung zum Blankgluehen von Metallen, insbesondere von Werkstuecken aus Stahl

Info

Publication number: DE970372C
Application number: DES25323A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Eberwein
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1951-10-26
Filing date: 1951-10-26
Publication date: 1958-09-11

Description

Verfahren und Einrichtung zum Blankglühen von Metallen, insbesondere von Werkstücken aus Stahl Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Blankglühen von Metallen, insbesondere von Werkstücken aus Stahl, bei dem vor Beginn der Glühung die atmosphärische Luft durch Einleiten von Schutzgas aus dem Behandlungsraum verdrängt und anschließend die Schutzgasfüllung mäßig evakuiert, bei Unterdruck geglüht und abgekühlt wird. Gegenüber den bekannten Verfahren und Einrichtungen unterscheidet sich die vorliegende Erfindung vorteilhaft dadurch, daß das Schutzgas bis zu einem Behälterinnendruck von unterhalb etwa 2o Torr, vorzugsweise von 2 bis 2o Torr, evakuiert wird. Hierbei wird in gleicher Weise - wie bei bekannten Verfahren - die vorher in dein Glühbehälter vorhandene Luft aus diesem vollkommen verdrängt, so daß also die Gefahr einer Oxydation und Entkohlung des Glühgutes von vornherein ausgeschaltet ist. Andererseits ist aber die Erzeugung eines Vakuums von 2 bis 2o Torr noch ohne weiteres mit normalen Vakuumpumpen, z. B. Wasserringpumpen, zu erzielen. Der angegebene Druckbereich stellt einen optimalen Arbeitsbereich dar, da die Evakuierung noch ohne allzu hohen Aufwand durchgeführt werden kann, andererseits aber ausreichend ist, um die blanke Oberfläche des Gutes zu erhalten.
Die Auswahl des bei dem so gekennzeichneten Glühverfahren zu verwendenden Schutzgases richtet sich im übrigen ganz nach dein Material des Glühgutes. Geeignete Schutzgase sind z. B. Kohlenoxyd, Wasserstoff, Methan, Stickstoff, Ammoniak oder Wasserdampf, welche Gase dann im allgemeinen für sich allein, gegebenenfalls aber auch als Gemisch zu verwenden sind; vor allem bei hohen Glühtemperaturen wird man sich jedoch nur solcher Schutzgase bedienen, die möglichst frei von Wasserdampf sind, wie z. B. Stickstoff, der außerdem noch den Vorteil der Nichtbrennbarkeit und damit der Ausschaltung jeder Explosionsgefahr besitzt. Dabei besteht ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Schutzgas-Vakuum-Glühung vor allem darin, daß nur sehr geringe Mengen von Schutzgas erforderlich sind, wie sie ohne weiteres in Flaschen zur Verfügung stehen. Derartige Flaschengase enthalten allerdings im Normalzustand, d.li, bezogen auf einen Druck von i at, meist noch geringe Mengen Sauerstoff und Wasserdampf, deren absoluter Betrag jedoch in dem beim Glühen in Frage kommenden Vakuumbereich so weit-absinkt, daß im allgemeinen eine Schädigung des Glühgutes nicht eintreten kann. Bei Glühgütern, die bei ihrer Erwärmung selbst für solche Sauerstoffspuren noch empfindlich sind, genügt es jedoch, geringe Mengen eines sauerstoffbindenden Stoffes, z. B. etwas 01 oder Holzkohle, in den Glühraum einzubringen, um auch bei der Verwendung chemisch nicht ganz reinen, handelsüblichen Flaschengases als Ofenatmosphäre noch die letzten Möglichkeiten einer wenn auch nur ganz geringen Oxydations- oder Entkohlungsgefahr auszuschließen. Ebenso kann es beim Glühen von Eisen- und Stahlteilen unter Verwendung von Kohlendioxyd als Spülgas zweckmäßig sein, eine geringe Menge von Holzkohle in den Glühraum einzulegen, damit bei der Aufspaltung des Kohlendioxydes kein freier Sauerstoff entstehen kann, der sonst das Glühgut oxydieren oder entkohlen würde.
Wenn auch dem Verfahren nach dieser Erfindung besondere Bedeutung beim Blankglühen von Eisen-und Stahllegierungen sowie beim entkohlungsfreien Glühen von Kohlenstoffstählen zukommt, so lassen sich in der gleichen Weise aber auch andere Metalle mit Vorteil unter Wärme behandeln.
Eine zur Durchführung des so gekennzeichneten Verfahrens besonders geeignete Einrichtung, die ebenfalls den Gegenstand dieser Erfindung bildet. sei an Hand der Zeichnung, die einen senkrechten Schnitt durch einen Glühofen wiedergibt, beschrieben: Es bezeichnet i das Mauerwerk eitles z. B. durch eine Heizwicklung 2 elektrisch beheizten Schachtofens, in den ein das Glühgut 3 aufnehmender Behälter 4 eingehängt ist, der mit seinem Deckelflansch 5, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Asbestdichtung und einer Wasserldihlung 6, auf dem Mauerwerk d. ruht und auf diese Weise gleichzeitig den Ofenraum gegenüber der Umgebung dicht abschließt. Mit dem Flansch 5 ist unter Zwischenlage einer Gummidichtung 7 od. dgl. der Glühbehälterdeckel 8 vakuumdicht verschraubt, der seinerseits mittels Stangen 9 auf einem z. B. rostartig ausgebildeten Untersatz io das Glühgut 3 trägt und von zwei Rohren i 1, 12 durchsetzt ist. Von diesen dient .das im übrigen durch ein nicht dargestelltes, vakuumdichtes Ventil oder einen entsprechenden Hahn abzuschließende Rohr i i zur Einführung eines z. B. einer Druckflasche entnommenen Schutzgases und reicht fast bis zum Boden des Glühbehälters, um vor dem Glühen des Gutes eine vollkommene Ausspülung .der Luft durch das Schutzgas zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist außerdem eine das Glühgut von dem Gaszuleitungsrohr ii trennende, ebenfalls auf dem Untersatz io ruhende Zentrierwand 13 in ihrem unteren Teil mit Löchern 14 oder Schlitzen ausgestattet, die somit einen guten Zutritt des Schutzgases zu dem Glühgut ermöglichen. Das andere Rohr 12 endet dagegen gleich unterhalb des Deckels 8 und ist oberhalb desselben mittels eines Dreiwegehahns 15 od. dgl. entsprechend der jeweiligen Verfahrensstufe entweder mit der Außenluft oder einer nicht dargestellten Pumpe, die ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliches Vakuum von unter 2o Torr zu erzeugen gestattet, zu verbinden oder vakuumdicht abzuschließen. Das Abzugsrohr 12 dient demnach gleichzeitig als Ableitungsrohr beim Verdrängen der Luft durch das Schutzgas vor dem Glühen. Es ist jedoch auch möglich, zur Ableitung des Schutzgases beim Durchspülen und zu seinem Absaugen zwei getrennte, wieder jeweils mit entsprechenden Ventilen ausgestattete Rohre zu verwenden.
Ein in der eben beschriebenen Weise aufgebauter Glühbehälter mit vakuumdichten Ventilen bildet somit eine bauliche Einheit, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl zum Glühen von Eisen-oder Stahllegierungen als auch von anderen Metallen zu verwenden ist, sich dabei durch die All schlußmöglichkeit an beliebige Flaschengase in einfacher Weise an die jeweils erforderliche Schutzgasärt anpassen läßt und nach dem Abschluß der Wärmebehandlung ohne weiteres zusammen mit dem Glühgut aus dem Ofen in ein Kühlgefäß umgesetzt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Blankglühen von Metallen, insbesondere von Werkstücken aus Stahl, bei dem vor Beginn der Glühung die atmosphärische Luft durch Einleiten voll Schutzgas aus dem Beliandlungsraum verdrängt und anschließend die Schutzgasfüllung mäßig evakuiert, bei Unterdruck geglüht und abgekühlt wird, dadurch gelcennzeiclinet, daß das Schutzgas bis zu einem Behälterinnendruck von unterhalb etwa 2o Torr, vorzugsweise voll 2 bis 2o Torr, evakuiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung eines voll Wasserdampf freien Schutzgases, z. B. von Kohlenoxyd, Wasserstoff, Methan oder Stickstoff.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Glühraum Sauerstoff bindende Stoffe, insbesondere geringe Mengen Ö1 oder Holzkohle, eingebracht werden. q..
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den vakuumdicht schließenden Deckel (8) eines in einen insbesondere elektrisch beheizten Glühofen (i) eingesetzten, das Glühgut (3) aufnehmenden Glühbehälters (4) ein Zu- und Ableitungsrohr (i i, 12) für das Schutzgas sowie ein an eine Vakuumpumpe, vorzugsweise eine Wasserringpunipe, angeschlossenes Absaugrohr hindurchgeführt sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuleitungsrohr (i i) etwa bis zum Boden des Glühbehälters (4) reicht und vorzugsweise von einem in seinem unteren Teil durchbrochenen Zentrierrohr (13) für das zwischen diesem und der Glühtopfwandung (4) be.-findliche Glühgut (3) ganz oder teilweise umgeben ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ableitungsrohr (12) gleichzeitig als Absaugrohr dient.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außenflansch (5) des Glühgutbehälters (¢) bzw. seines Deckels einen Dichtungsverschluß des Ofens (i) bildet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 589 62o, 222 oi8. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 965 o42.