FI104566B - Process for alloying a metal powder with nitrogen - Google Patents

Process for alloying a metal powder with nitrogen Download PDF

Info

Publication number
FI104566B
FI104566B FI954840A FI954840A FI104566B FI 104566 B FI104566 B FI 104566B FI 954840 A FI954840 A FI 954840A FI 954840 A FI954840 A FI 954840A FI 104566 B FI104566 B FI 104566B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
nitrogen
powder
gas
temperature
metal powder
Prior art date
Application number
FI954840A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI954840A0 (en
FI954840A (en
Inventor
Simo-Pekka Hannula
Jouko Virta
Original Assignee
Valtion Teknillinen
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
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI954840A priority Critical patent/FI104566B/en
Publication of FI954840A0 publication Critical patent/FI954840A0/en
Publication of FI954840A publication Critical patent/FI954840A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI104566B publication Critical patent/FI104566B/en

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

104566104566

MENETELMÄ METALLIJAUHEEN TYPETTÄMISEKSIMETHOD FOR DAMPING METAL POWDER

Keksinnön kohteena on menetelmä metallijauheen typettämiseksi.The invention relates to a process for nitrogenizing a metal powder.

Seostamalla metalleja ja metalliseoksia, ku-5 ten teräksiä, typellä voidaan niiden mekaanisia, tribologisia ja korroosio-ominaisuuksia parantaa merkittävästi. Perinteisillä sulametallurgisilla valmistusmenetelmillä typpiseostus onnistuu kuitenkin vain rajoitetusti ja mahdolliset typpipitoisuudet ovat varsin 10 matalia. Jauhemetallurgisessa valmistuksessa typpipitoisuutta voidaan nostaa tätä merkittävästi korkeammaksi typettämällä teräsjauhetta. Yleinen menettely on tällöin hehkuttaa jauhetta kiinteänä patjana suljetussa tilassa tai tiiviissä uunissa typpikaasuatmosfää-15 rissä. Kiinteän jauhepatjan typettyminen on kuitenkin epätasaista ja prosessi on valkea hallita. Typettyminen vaatii myös korkean lämpötilan, teräsjauhe 850 -1000° C.By doping metals and alloys, such as steels, nitrogen can significantly improve their mechanical, tribological and corrosion properties. However, conventional melt-metallurgical manufacturing processes have only limited success in nitrogen alloying and the possible concentrations of nitrogen are quite low. In powder metallurgy production, the nitrogen content can be raised significantly above this by nitrogenizing the steel powder. The general procedure then is to anneal the powder as a solid mattress in an enclosed space or in an airtight furnace in a nitrogen gas atmosphere. However, the solidification of the solid powder mattress is uneven and the process is white to control. Digestion also requires high temperature, steel powder 850 -1000 ° C.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä 20 mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen typetysmenetelmä, joka on nykyisiä nopeampi ja yksinkertaisempi ja jolla typpipitoisuus saadaan huomattavasti nykyisiä korkeammaksi .The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks. In particular, it is an object of the present invention to provide a novel nitrification process which is faster and simpler than the present ones and which provides a significantly higher nitrogen content.

: 25 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.: 25 As to the features which characterize the invention, reference is made to the claims section.

Keksinnön mukaisessa metallijauheen typettä-mismenetelmässä metallijauhe typetetään leijupatjassa ammoniakkikaasulla 400-750 °C lämpötilassa.In the process of nitrogenizing the metal powder according to the invention, the metal powder is nitrogenized in a fluidized bed with ammonia gas at a temperature of 400-750 ° C.

30 Metallijauheena keksinnön mukaisessa menetel mässä voidaan käyttää esimerkiksi teräs jauhetta ja ty-petyslämpötilana voi tyypillisesti olla 570-670 °C.As the metal powder in the process of the invention, for example, steel powder can be used and the typing temperature can typically be 570-670 ° C.

' Keksinnön mukaisessa menetelmässä jauhepat- jassa virtaava ammoniakki NH3 hajoaa metallipartikkeli-35 en pinnalla vedyksi H2 ja atomaariseksi typeksi N, jolloin typpeä liukenee rautahilaan. Molekyylimuodossa 104566 2 oleva typpikaasu N2 ei matalassa lämpötilassa, n. 600 °C, pysty typettämään terästä. Atmosfäärin typpipoten-tiaalin tasosta riippuu, miten voimakkaasti teräs ty-pettyy ja muodostuuko teräksen pinnalle nitridikerros.In the process according to the invention, ammonia NH3 flowing in a powder bed decomposes on the metal particle-35 to hydrogen H2 and atomic nitrogen N, whereby nitrogen is dissolved in the iron lattice. At low temperature, about 600 ° C, nitrogen gas N 2 in molecular form 104566 2 is unable to nitrogen the steel. Depending on the level of the nitrogen potential in the atmosphere, the degree to which the steel is depleted and the nitride layer on the steel surface is formed.

5 Teräksen koostumuksen sisältäessä voimakkaita nitridin muodostajia, kuten esim. kromia, vanadiinia ja alumiinia, nitridejä muodostuu helposti jo matalallakin typ-pipotentiaalilla. Typpipotentiaali riippuu atmosfäärin ammoniakkikaasun määrästä ja siihen voidaan vaikuttaa 10 alentavasti lisäämällä leijutuskaasuun esim. typpeä tai vetyä.5 When the composition of steel contains strong nitride formers such as chromium, vanadium and aluminum, nitrides are readily formed even at low nitrogen potentials. The nitrogen potential depends on the amount of ammonia gas in the atmosphere and can be reduced by adding nitrogen or hydrogen to the fluidizing gas.

Metallipartikkelien pinnan nitridikerrosta voidaan poistaa ja sen korkeaa typpipitoisuutta alentaa typetysvaiheen jälkeisellä diffuusiohehkutuksella 15 inertissä kaasussa, kuten typpikaasussa, jolloin uutta typpeä ei siirry partikkeleihin vaan nitridikerroksen typpeä siirtyy partikkelien sisäosiin.The surface of the metal particles can be removed from the nitride layer and its high nitrogen content reduced by diffusion annealing in an inert gas such as nitrogen gas after the nitrification step, whereby the new nitrogen is not transferred to the particles but nitrogen to the inner particles.

Koska keksinnön mukaisessa menetelmässä type-tys tapahtuu useiden satojen asteiden lämpötilassa, on 20 typetettävä jauhe lämmitettävä ensiksi riittävään lämpötilaan ja tämä tapahtuu edullisesti inertissä kaasussa, kuten typpikaasussa, jolloin vasta riittävässä lämpötilassa typpikaasu osittain tai kokonaan vaihdetaan ammoniakkikaasuun.Since the type of process according to the invention occurs at a temperature of several hundred degrees, the nitrogen to be powdered must first be heated to a sufficient temperature, preferably in an inert gas such as nitrogen gas, whereby only at a sufficient temperature the nitrogen gas is partially or completely converted into ammonia gas.

: 25 Samoin kuumaa, typetettyä jauhetta ei voida « suoraan ottaa käsittelystä, vaan se on jäähdytettävä leijukerroksessa esim. 30 °C:een ja tämä tapahtuu edullisesti inertissä kaasussa, kuten typpikaasussa, joka leijukerroksessa vaihdetaan kuuman ammoniakkikaa-30 sun tilalle jäähdytystä aloitettaessa.Similarly, hot, nitrogenated powder cannot be directly removed from the treatment, but must be cooled in a fluidized bed, e.g., 30 ° C, preferably in an inert gas such as nitrogen gas, which is replaced in the fluidized bed with hot ammonia gas when cooling begins.

Keksinnön mukaista menetelmää tutkittiin ty-pettämällä teräsjauhetta ammoniakkikaasun ja leijupat-jatekniikan avulla. Kokeissa käytettiin panostyyppistä ' leijupatjalaitteistoa.The process according to the invention was investigated by triturating steel powder with ammonia gas and fluidized bed technology. Batch-type fluidized bed apparatus was used in the experiments.

35 Reaktoritilana oli teräsretortti, jonka hal kaisija on 100 mm ja korkeus 275 mm. Lei jutuskaasu syötetään jauhepatjaan retortin pohjasta jakolevyn i 104566 3 kautta. Retorttia lämmitetään ulkoisesti sähkövastuksilla lämmitystehon ollessa 2,5 kW.35 The reactor space was a steel retort with a diameter of 100 mm and a height of 275 mm. The inventive gas is fed to the powder bed from the bottom of the retort through the distribution plate i 104566 3. The retort is heated externally by electric resistors with a heating power of 2.5 kW.

Typetyksen jälkeen retortti on mahdollista nostaa jäähtymään uunin vieressä olevaan koteloon, 5 jossa on paineilmavirtaus jäähtymisen nopeuttamiseksi. Leijutuskaasujen virtaus säädetään virtausmittareilla, esimerkiksi rotametreillä. Kaasuseoksen ollessa kyseessä jokaista kaasukomponenttia säädetään erikseen ja kaasut yhdistetään virtausmittareiden jälkeen. Put-10 kistopaine ennen virtausmittareita on 2 baria ylipainetta.After trituration, it is possible to raise the retort to cool in a housing adjacent to the furnace 5 with a compressed air flow to accelerate cooling. The flow of fluidizing gases is controlled by flowmeters, for example rotometers. In the case of a gas mixture, each gas component is individually regulated and the gases are combined after the flow meters. Put-10 tread pressure before flowmeters is 2 bar excess pressure.

Suoritetuissa kokeissa typetettiin AISI 316 L teräs jauhetta, jonka partikkelikoko oli 45 - 250 μπ>. Jauheella tehtiin kokeita neljällä erilaisella type-15 tysohjelmalla. Typetysten aikana otettiin näytteitä näytteenottimella leijupatjan keskeltä. Näytteenoton jälkeen näyte ja näyteastia jäähdytettiin suljetussa astiassa N2-ympäristössä. Näytteiden jäähdyttyä niistä analysoitiin typpi ja happi ns. polttotekniikalla.In the experiments performed, AISI 316 L steel powder with a particle size of 45-250 μπ> was nitrogenized. The powder was tested with four different type-15 programs. Samples were taken at the center of the fluidized bed during sampling. After sampling, the sample and sample container were cooled in a sealed container under N2. After cooling, the samples were analyzed for nitrogen and oxygen. combustion technology.

20 Näytteistä valmistettiin hieet, joista tarkasteltiin partikkelin mikrorakenne optisesti ja pyyhkäisyelekt-ronimikroskoopilla.Samples were prepared from heels, and the microstructure of the particle was observed optically and with an scanning electron microscope.

Esimerkki 1 ; 25 Uuniin johdettiin typpikaasua ja teräsjauhe- näyte kaadettiin retorttiin. Jauhepatjan lämpötila nostettiin 570 °C:een ja N2-leijutuskaasua vaihdettiin NH3-kaasuun. Jauhepatjan lämpeneminen kesti noin yhden tunnin. Typetysvaiheen pituus, jolloin NH3-leijutksen 30 annettiin olla päällä oli 45 min ja jauheesta otettiin τ näytteitä NH3-kaasuksi vaihtamishetkestä lukien ajan- hetkillä t = 0, 10, 25 ja 45 min. Tämän jälkeen NH3-» kaasu vaihdettiin takaisin N2-kaasuksi eli aloitettiin diffuusiohehkutus. Diffuusiohehkutus kesti 90 min ja 35 näytteitä otettiin 30 ja 90 minuutin diffuusiohehku-tuksen jälkeen eli ajanhetkillä t = 75 ja 135 min.Example 1 ; Nitrogen gas was introduced into the furnace and a sample of steel powder was poured into the retort. The temperature of the powder bed was raised to 570 ° C and the N2 fluidized gas was changed to NH3. It took about one hour for the powder mat to warm up. The length of the trituration step, where the NH3 fluidization was allowed to remain on for 45 min, and τ samples were taken from the powder at the time t = 0, 10, 25 and 45 min from the time of conversion to NH3 gas. Thereafter, the NH3 gas was changed back to the N2 gas, i.e. diffusion annealing was started. Diffusion annealing lasted 90 min and 35 samples were taken after 30 and 90 min diffusion annealing, i.e. at times t = 75 and 135 min.

Diffuusiohehkutuksen jälkeen retortti nostettiin jääh- 104566 4 dytysvaippaan, jossa leijuvan jauhepatjan annettiin jäähtyä N2-kaasussa, kunnes sen lämpötila oli n. 30 °C.After diffusion annealing, the retort was raised into a cooling jacket in which the floating powder mattress was allowed to cool in N2 gas until it reached a temperature of about 30 ° C.

Jäähtyminen kesti 80 min, minkä jälkeen patjasta otettiin vielä viimeinen näyte.After cooling for 80 min, a final sample of the mattress was taken.

55

Esimerkki 2Example 2

Kokeessa tutkittiin ajan vaikutusta jauheen typettymiseen. Typetysohjelma oli esimerkin 1 toisinto, paitsi että typetysvalheen kesto pidennettiin 120 10 minuuttiin. Diffuusiohehkutusaika oli 90 min ja näytteitä otettiin NH3-kaasuksi vaihtamishetkestä lukien ajanhetkillä t = 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210 min ja vielä kokeen lopuksi, kun jauheen lämpötila oli n.The experiment investigated the effect of time on powder fading. The nitrification program was a replication of Example 1 except that the duration of the nitrification lie was extended to 120 to 10 minutes. The diffusion annealing time was 90 min and samples were taken for NH3 gas from the time of conversion at t = 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210 min and still at the end of the experiment when the powder temperature was n.

30 °C eli t = 290 min.30 ° C, i.e. t = 290 min.

1515

Esimerkki 3 Tässä tutkittiin nitridikerroksen liukenemista partikkelipinnalta. Alkutoiminnot olivat kuten kahdessa edellisessäkin esimerkissä. Typetysvaiheen pi-20 tuus oli lyhyempi, vain 30 min ja diffuusiohehkutuksen pituus 90 min. Näytteitä otettiin NH3-kaasuksi vaihtamishetkestä lukien ajanhetkillä t = 30, 60, 90, 120 min sekä vielä kokeen lopussa, kun lämpötila oli n. 30 °C eli t = 200 min.Example 3 Herein, the dissolution of the nitride layer on the particle surface was studied. Initial operations were as in the previous two examples. The pi-20 of the nitrification step was shorter, only 30 min, and the diffusion annealing length was 90 min. Samples were taken for NH3 gas at the time of switching at t = 30, 60, 90, 120 min and still at the end of the test at a temperature of about 30 ° C, i.e. t = 200 min.

- ; 25-; 25

Esimerkki 4Example 4

Kokeessa tutkittiin korotetun lämpötilan vaikutusta nitridikerroksen liukenemiseen diffuusiohehkutuksen aikana. Alkutoiminnot olivat samat kuin edelli-30 sissäkin kokeissa. Jauhepatjan saavutettua 570 °C läm-pötilan leijutuskaasuksi vaihdettiin NH3. Jauhetta ty-petettiin NH3-kaasussa 30 min, minkä jälkeen leijutus-kaasuksi vaihdettiin 95 % N2/5% H2-kaasuseos ja patjan * : lämpötilaa alettiin nostaa 670 °C:een. Patja saavutti 35 lämpötilan 20 minuutissa. Vetylisäyksen tarkoitus oli vähentää jauheiden happipitoisuutta diffuusiohehkutus-vaiheessa. Diffuusiohehkutus kesti 90 min. Näytteitä 104566 5 otettiin NH3-kaasun vaihtamishetkestä lukien ajanhet-killä t = 30, 50, 80, 110, 140 min sekä jauhepatjan jäähdyttyä eli t = 220 min.The effect of elevated temperature on the dissolution of the nitride layer during diffusion annealing was investigated. Initial operations were the same as in the previous 30 experiments. When the powder bed reached 570 ° C, the fluidizing gas was changed to NH3. The powder was triturated with NH3 gas for 30 min, after which the fluidization gas was changed to 95% N2 / 5% H2 gas and the temperature of the mattress * was raised to 670 ° C. The mattress reached 35 temperature in 20 minutes. The purpose of the hydrogen addition was to reduce the oxygen content of the powders during the diffusion annealing step. Diffusion heating lasted 90 min. Samples 104566 were taken at the time t = 30, 50, 80, 110, 140 min from the time of NH3 gas exchange and after cooling of the powder bed, i.e. t = 220 min.

5 Suoritetuissa kokeissa saatiin seuraavanlai sia tuloksia. Kuumenemisen aikana lämpötilaan 570 °C jauheen typpipitoisuus ei noussut N2 atmosfäärissä. Kun patjaan alettiin syöttää NH3-kaasua, typpipitoisuus nousi nopeasti. Kymmenessä minuutissa saavutettiin 10 typpipitoisuus 0,4 %, 30 minuutissa 1,5 % ja 45 minuutissa 2,2 %, prosenttiluvut ovat painoprosentteja.5 The following results were obtained in the experiments performed. During heating to 570 ° C, the nitrogen content of the powder did not rise under N2. When NH3 gas was introduced into the mattress, the nitrogen concentration increased rapidly. In ten minutes, a nitrogen content of 0.4%, 1.5% in 30 minutes and 2.2% in 45 minutes was achieved, the percentages being by weight.

Kahden tunnin typetyksen jälkeen mitattu typpipitoisuus oli 6,8 %.After 2 hours of nitrogenization, the nitrogen content was 6.8%.

15 Diffuusiohehkutuksen alussa, välittömästi ty- petysvaiheen jälkeen typpi oli voimakkaasti kon-sentroituneena partikkelien pintakerrokseen. Diffuu-siohehkutuksessa typpipitoisuus tasaantui sisustaan päin ja partikkelien pinnalla ollut nitridikerros kas-20 voi. Keskimääräinen typpipitoisuus näytti alenevan jonkin verran diffuusiohehkutuksissa. Typpipitoisuuteen 2 - 2,5 % typettyneiden jauheiden typpipitoisuus laski tasolle 1,8 %.At the beginning of diffusion annealing, immediately after the dip step, nitrogen was strongly concentrated on the surface layer of the particles. In diffuse sludge annealing, the nitrogen content stabilized towards its core and the nitride layer on the surface of the particles increased to 20. The average nitrogen concentration seemed to decrease somewhat in diffusion annealing. At a nitrogen content of 2 to 2.5%, the nitrogen content of the powders reduced to 1.8%.

Typetyksen alussa aina typpipitoisuuteen n.At the beginning of nitrogenization always up to nitrogen content of approx.

: 25 0,4 % asti jauhepartikkelien pinnalla ei ollut näky vissä nitridikerrosta. Typetyksen edetessä ja typpipitoisuuden noustessa partikkelipintaan alkoi muodostua nitridikerros. Aluksi nitridikerros oli ohut, n. 5 -10 μηι 30 min typetyksen jälkeen jauheen typpipitoisuu-30 den ollessa n. 1,5 % ja kasvo! hitaasti typetyksen edetessä ollen kahden tunnin typetyksen jälkeen 20 -30 μπι, jauheen mitattu typpipitoisuus n. 6,8 %.: Up to 0.4%, no nitride layer was visible on the surface of the powder particles. As the nitrogen progressed and the nitrogen content increased, a nitride layer began to form on the particle surface. Initially, the nitride layer was thin, about 5 -10 μηι after 30 min of nitrogenization, with a nitrogen content of about 1.5% in the powder and a face! slowly as the nitrogen progresses, being 20 -30 μπι after two hours of nitrogenization, the measured nitrogen content in the powder is about 6.8%.

’ Diffuusiohehkutuksen 570 °C/N2 alussa nitridi- v kerros kasvo!. Esimerkiksi 1,5 tunnin diffuusiohehku- 35 tus kahden tunnin typetyksen jälkeen oli kasvattanut nitridikerrosta ja osa jauhepartikkeleista oli kokonaan nitridiä.At the beginning of the diffusion annealing at 570 ° C / N 2, the nitride layer is on the face. For example, 1.5 hour diffusion annealing after 2 hours of nitrogenization had increased the nitride layer and some of the powder particles were completely nitride.

104566 6104566 6

Diffuusiohehkutus lämpötilassa 670 °C N2 + 5 % H2-atmosfäärissä tunnin NH3 typetyksen jälkeen lämpötilassa 570 °C kasvatti diffuusiokerrosta ja sai aikaan nitridierkaumia perusaineeseen aivan partikkelien kes-5 kustaan. Myös huokosia näkyy syntyneen pintakerrokseen.Diffusion annealing at 670 ° C under N 2 + 5% H 2, after one hour of NH 3 nitrogenization at 570 ° C, increased the diffusion layer and resulted in nitride precipitates in the substrate just below the center of the particles. The pores are also visible on the formed surface layer.

Yhteenvetona suoritetuista kokeista voidaan todeta, että leijupatjatekniikan ja ammoniakkikaasun avulla voitiin AISI 316 L jauheen typpipitoisuus nos-10 taa nopeasti. Lämpötilassa 570 °C typpipitoisuustaso nousi alkuperäisestä arvosta 0,018 % arvoon 1,5 % 30 minuutissa ja arvoon 2,5 % 45 minuutissa ja peräti 6,8 %:iin silloin, kun typetysvaiheen pituus oli 2 tuntia.Summarizing the experiments performed, fluidized bed technology and ammonia gas were able to rapidly increase the nitrogen content of AISI 316 L powder. At 570 ° C, the nitrogen concentration increased from the initial value of 0.018% to 1.5% in 30 minutes and to 2.5% in 45 minutes and as much as 6.8% at 2 hours of the nitrogenization step.

Analyysitulosten mukaan typpipitoisuus kasvoi 15 aina siihen saakka, kunnes diffuusiohehkutus typpiat-mosfäärissä alkoi ja hieman tämän jälkeenkin. Kun jauheen kokonaistyppipitoisuus ylitti arvon 0,4 %, muodosti ammoniakista teräkseen siirtynyt typpi jauheiden pinnalle kromi- ja rautanitridejä sisältävän kerrok-20 sen. Partikkelien pinnalla typen liukoisuusraja auste-niitissa ylitettiin ja nitridikerros kasvoi nopeasti, koska typen diffuusio käsittelylämpötilassa on hidasta. Diffuusiohehkutuksessa typpeä diffundoitui partikkelin sisälle ja pintakerroksen nitridit osin hajosi-25 vat.Analytical results showed that the nitrogen concentration increased until diffusion annealing in the nitrogen atmosphere began, and shortly thereafter. When the total nitrogen content of the powder exceeded 0.4%, the nitrogen transferred from ammonia to steel formed a layer containing chromium and iron nitrides on the surface of the powders. On the surface of the particles, the solubility limit of nitrogen in the austenite was exceeded and the nitride layer grew rapidly due to the slow diffusion of nitrogen at the treatment temperature. During diffusion annealing, nitrogen was diffused inside the particle and nitrides of the surface layer were partially decomposed.

Koska typpiatmosfäärissä jauhepatjan lämmityksen aikana partikkelien typpitaso ei noussut, typpikaasu ei pysty typettämään AISI 316 L jauhetta koelämpötiloissa. Diffuusiohehkutuksissa typpipitoi-30 suuteen 2 - 2,5 % typettyneiden jauheiden typpipitoi-.· suus aleni tasolle 1,8 %. Täten jauhepartikkeleiden nitridikerroksesta typpeä todennäköisesti hieman siirtyi typpiatmosfääriin lämpötilassa 570 °C. *Because the nitrogen atmosphere did not increase the nitrogen level of the particles during heating of the powder bed, the nitrogen gas could not nitrogen AISI 316 L powder at the test temperatures. In diffusion annealing, the nitrogen content of the nitrated powders to 2 to 2.5% was reduced to 1.8%. Thus, from the nitride layer of the powder particles, nitrogen was likely to transfer slightly to the nitrogen atmosphere at 570 ° C. *

Edellä esitettyjen koetulosten valossa huoma-35 taan, että keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan i metallijauhetta typettää huomattavasti alhaisemmissa ' lämpötiloissa kuin tunnetulla tekniikalla ja lisäksi 104566 7 typpeä saadaan sitoutumaan metallijauheeseen hyvin suuria määriä. Matala typetyslämpötila yhdessä lyhyen prosessointiajän kanssa takaa pienen energiankulutuksen. Näin keksintö mahdollistaa erittäin taloudellisen 5 tavan valmistaa suuria määriä sopivasti typetettyä metalli jauhetta, koska ensiksi voidaan valmistaa pieni määrä erittäin suuren typpipitoisuuden omaavaa jauhetta ja tämä sekoittaa vastaavaan typettömään jauheeseen sopivassa suhteessa. Näin vältytään suurten massamää-10 rien typettämiseltä ja typetyslaitteistoinakin voidaan käyttää suhteellisen pieniä laitteita.In light of the above test results, it will be noted that the process of the invention can nitrify metal powders at substantially lower temperatures than the prior art, and additionally, 1045667 nitrogen can be bonded to the metal powder in very large amounts. Low nitrification temperature combined with short processing time ensures low energy consumption. Thus, the invention enables a very economical way to produce large quantities of suitably nitrogenated metal powder, since a small amount of very high nitrogen content powder can first be prepared and mixed in a suitable proportion with the corresponding non-nitrogenous powder. This avoids the dulling of large volumes and the use of relatively small equipment in the dyeing equipment.

Edellä keksintöä on selostettu yksityiskohtaisesti esimerkkien avulla keksinnön eri sovellusten ollessa mahdollisia patenttivaatimusten rajaaman kek-15 sinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention has been described in detail above by means of examples, with various embodiments of the invention being possible within the scope of the claimed invention.

99

TT

Claims (6)

104566 .104566. 1. Menetelmä metallijauheen seostamiseksi ty-pellä, tunnettu siitä, että - ennen typetystä metallijauhe lämmitetään typetyslämpö-5 tilaan inertissä kaasussa, kuten typpikaasussa, - metallijauhe typetetään leijupatjassa 400 - 750 °c lämpötilassa ammoniakkikaasulla ja - typetyksen jälkeen metallijauhe jäähdytetään inertissä kaasussa, kuten typpikaasussa.A process for the alloying of a metal powder with nitrogen, characterized in that: - before the nitrogenizing, the metal powder is heated to a nitrogenization temperature in an inert gas, such as nitrogen gas, . 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallijauheena käytetään teräsjauhetta.Process according to Claim 1, characterized in that steel powder is used as the metal powder. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että typetys tapahtuu 15 lämpötilassa 500 - 700° C, edullisesti 570 - 670 °C.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the nitrogenization takes place at a temperature of 500 to 700 ° C, preferably 570 to 670 ° C. 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallipartikke-lien typpipitoisuutta tasataan diffuusiohehkutuksella inertissä kaasussa.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the nitrogen content of the metal particles is equalized by diffusion annealing in an inert gas. 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että typettymistä ja typen diffuusiota ohjataan typetysajan ja/tai kaasuseok-sen koostumuksen avulla.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the nitrogenization and the nitrogen diffusion are controlled by the composition of the nitrogen time and / or the gas mixture. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, - 25 tunnettu siitä, että ammoniakkikaasuun seoste taan vetyä tai inerttiä kaasua, kuten typpeä. i , 4 » I * I 1 ι: I 9 104566Process according to claim 5, characterized in that hydrogen or an inert gas such as nitrogen is mixed with the ammonia gas. i, 4 »I * I 1 ι: I 9 104566
FI954840A 1995-10-11 1995-10-11 Process for alloying a metal powder with nitrogen FI104566B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI954840A FI104566B (en) 1995-10-11 1995-10-11 Process for alloying a metal powder with nitrogen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI954840 1995-10-11
FI954840A FI104566B (en) 1995-10-11 1995-10-11 Process for alloying a metal powder with nitrogen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI954840A0 FI954840A0 (en) 1995-10-11
FI954840A FI954840A (en) 1997-04-12
FI104566B true FI104566B (en) 2000-02-29

Family

ID=8544172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI954840A FI104566B (en) 1995-10-11 1995-10-11 Process for alloying a metal powder with nitrogen

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI104566B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI954840A0 (en) 1995-10-11
FI954840A (en) 1997-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4154629A (en) Process of case hardening martensitic stainless steels
US4531984A (en) Surface hardening process for metal parts
US6358298B1 (en) Iron-graphite composite powders and sintered articles produced therefrom
FI104566B (en) Process for alloying a metal powder with nitrogen
RU2639755C1 (en) Method for gas nitration of products of structural steels
DE69902169T2 (en) METHOD FOR LOW PRESSURE NITROCARBURING METAL WORKPIECES
US4236941A (en) Method of producing heat treatment atmosphere
CN106637059B (en) A kind of catalysis process of low temperature gas nitriding
GB2153855A (en) Stainless steel case hardening process
KR800000216B1 (en) Method of nitriding
EP0027649A1 (en) Protective atmosphere process for annealing and or spheroidizing ferrous metals
JPS644583B2 (en)
US4285742A (en) Heat treatment method
Shioji et al. Continuous surface modification of silica particles for enzyme immobilization
Mouri et al. Improvement of the corrosion resistance of a low carbon steel using a two step plasma treatment
US5827375A (en) Process for carburizing ferrous metal parts
JP5570101B2 (en) Method for producing spheroidized carburized steel sheet and annealed steel strip
JPH0232678Y2 (en)
US9738964B2 (en) Method for the nitro carburization of a deep-drawn part or a stamped-bent part made of austenitic stainless steel
SU627181A1 (en) Method of low-temperature nitrocementing of metallic articles
EP0063655A1 (en) Process for carburizing ferrous metals
Czczeinski On the Influence of Atmosphere Composition on the Kinetics and Diffusion Layer Build-Up in the Nitriding Process.(Retroactive Coverage)
Chen Decreased gas consumption of a fluidized bed furnace
DE50211994D1 (en) metal pieces
JP3429870B2 (en) Surface hardening method for sintered parts

Legal Events

Date Code Title Description
FC Application refused
MA Patent expired