ES2291745T3 - Mezcla de gas de hidrocarburos para la carburacion a presion del acero. - Google Patents
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Abstract
Mezcla de hidrocarburos destinada a la carburación mediante gas a presión de acero que contiene un transportador de carbono en forma de dos hidrocarburos insaturados, en la que el transportador de carbono comprende una mezcla de etileno y acetileno en una proporción volumétrica comprendida entre 0,1 y 2,0 y en la que la mezcla comprende asimismo un modificador en forma de hidrógeno en una proporción comprendida entre 0,7 y 1,6 de hidrógeno en relación con el transportador de carbono, o bien de amoníaco en una proporción comprendida entre 0,7 y 5,0 de amoníaco en relación con el transportador de carbono.
Description
Mezcla de gas de hidrocarburos para la
carburación a presión del acero.
La presente invención se refiere a la mezcla de
hidrocarburos destinada a la carburación mediante gas a presión que
se utiliza en los hornos de vacío para la carburación de productos
de acero, principalmente las partes de máquinas, vehículos y todo
tipo de aparatos mecánicos. El documento
JP-A-2000 001 765 da a conocer una
mezcla de gases carburantes que comprende un 70% de etileno y un 30%
de acetileno.
La patente US nº 5.702.540 da a conocer un
procedimiento en que se procesa una carga de un horno al vacío en
presencia de un transportador de carbono que comprende hidrocarburos
alifáticos insaturados, en el que la presión del laboratorio no ha
de superar 1 kPa.
En la patente US nº 6.187.111 se utiliza etileno
gaseoso como transportador de carbono y la presión del laboratorio
se ha de encontrar comprendida entre 1 y 10 kPa, mientras que la
carga del horno ha de presentar una temperatura comprendida entre
900 y 1100ºC.
En la patente EPO 0.882.811 el transportador de
carbono es un hidrocarburo con una proporción exacta 1:1 entre
carbono e hidrógeno.
Para alcanzar el resultado de carburación
requerido el transportador de carbono, etileno o acetileno, se
introduce en el laboratorio de un horno de vacío caliente durante
la etapa de carburación de un modo tanto continuo como por
impulsos. El transportador de carbono se puede introducir junto con
otros gases químicamente inertes, por ejemplo nitrógeno, argón, o
gases activos, por ejemplo hidrógeno, a fin de controlar la eficacia
y la limpieza del procedimiento de carburación, así como con
vehículos de nitrógeno activo, por ejemplo amoníaco, para la
carbonitruración del acero.
La presente invención se describe en la
reivindicación adjunta.
La mezcla según la presente invención se
caracteriza porque presenta el efecto sinérgico de carburación
uniforme de piezas de trabajo con detalles, especialmente aquellas
con cavidades estrechas y profundas de configuraciones y
entalladuras complicadas, y la eliminación eficaz de productos
secundarios de la carburación al vacío de aceros tales como el
hollín o la brea.
Una de las posibles aplicaciones de la mezcla
destinada a la carburación a presión según la presente invención se
ilustra en los siguientes ejemplos, y las superficies de las
muestras se representan en la figura adjunta.
Se realizó la carga del laboratorio de un horno
con un tamaño de 200 x 200 x 400 mm con piezas de trabajo
realizadas en acero de bajo contenido en carbono junto con tres
mezclas realizadas de 16 CrMn_{5} con cavidades profundas y
estrechas con formas complicadas. El área superficial de la carga
del horno fue de 0,4 m^{2}.
Tras calentar al vacío hasta 950ºC se introdujo
el transportador de carbono que comprendía etileno y acetileno en
una proporción volumétrica de 1, mezclado con hidrógeno en una
relación volumétrica de 1,17, con un caudal constante de 1901/h y
se generó un impulso de presión en el laboratorio del horno
comprendido entre 3 y 8 mbar.
Las piezas de trabajo de acero se calentaron
durante 20 minutos en dicha atmósfera a una temperatura de 950ºC, a
continuación al vacío durante 10 minutos y después se enfriaron a
temperatura ambiente.
La capa de carburación se formó en la superficie
de todas las muestras, comprendiendo la sección transversal entera
de la cavidad profunda de forma complicada.
La capa con la estructura perlítica uniforme sin
precipitación de carburos secundarios y con una profundidad
uniforme comprendida entre 0,44 y 0,05 mm se determinó según la
estructura límite de un 50% de perlita y un 50% de ferrita. No se
encontraron indicios de hollín o de brea ni en la superficie de las
piezas de trabajo tras la carburación ni en el interior del
laboratorio del horno.
Se realizó la carga del laboratorio de un horno
con un tamaño de 200 x 200 x 400 mm con piezas de trabajo
realizadas de acero de bajo contenido en carbono junto con tres
muestras realizadas de 17 CrNi con cavidades profundas y estrechas
con formas complicadas.
El área superficial de la carga del horno fue de
0,4 m^{2}. Tras calentar al vacío hasta 950ºC se introdujo el
transportador de carbono que comprendía etileno y acetileno en una
proporción volumétrica de 1,83 mezclado con hidrógeno en una
relación volumétrica de 1,45, con un caudal constante de 2081/h y se
generó un impulso de presión en el laboratorio del horno
comprendido entre 3 y 8 mbar.
Las piezas de trabajo de acero se calentaron
durante 20 minutos en dicha atmósfera a una temperatura de 950ºC, a
continuación al vacío durante 30 minutos y después se enfriaron a
temperatura ambiente bajo una presión de nitrógeno de 6 bar.
La capa de carburación se formó en la superficie
de todas las muestras, comprendiendo la sección transversal entera
de la cavidad profunda de forma complicada.
La capa con la estructura martensítica uniforme
sin precipitación de carburos secundarios y con una profundidad
uniforme de 0,46 \pm 0,05 mm se determinó según la dureza límite
mínima de 500 HV_{01}.
No se encontraron indicios de hollín o de brea
ni en la superficie de las piezas de trabajo tras la carburación ni
en el interior del laboratorio del horno.
Claims (1)
1. Mezcla de hidrocarburos destinada a la
carburación mediante gas a presión de acero que contiene un
transportador de carbono en forma de dos hidrocarburos insaturados,
en la que el transportador de carbono comprende una mezcla de
etileno y acetileno en una proporción volumétrica comprendida entre
0,1 y 2,0 y en la que la mezcla comprende asimismo un modificador
en forma de hidrógeno en una proporción comprendida entre 0,7 y 1,6
de hidrógeno en relación con el transportador de carbono, o bien de
amoníaco en una proporción comprendida entre 0,7 y 5,0 de amoníaco
en relación con el transportador de carbono.
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