FI86560C - Foerfarande foer vaermebehandling av metallkroppar. - Google Patents

Description

1 86560

Menetelmä metal1ikäppaleiden lämpökäsittelemiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää metallikap-paleiden lämpökäsittelemiseksi vakuumiuunissa kuumen-5 tamalla kappaleet ja jäähdyttämällä ne sen jälkeen nopeasti paineistetussa jäähdytyskaasussa, jota kierretään.

Metallikappaleiden, erityisesti työkalujen, karkaisemiseksi ne kuumennetaan uunissa raaka-aineen 10 austenitoitumislämpötilaan ja jäähdytetään sitten nopeasti. Raaka-ainelajin ja haluttujen mekaanisten ominaisuuksien mukaan tarvitaan nopeaan jäähdytykseen vesi-, öljy- tai suolasulatekylpyjä. Osa pikateräksistä ja muista runsaasti lejeeratuista raaka-aineista voidaan 15 jäähdyttää nopeasti myös inerttikaasuilla, jos näitä jäähdytetään jatkuvasti ja kierretään.

DE-patenttijulkaisuissa 2 839 807 ja 2 844 343 kuvataan vakuumiuuneja, joissa nopean jäähdytyksen aikaansaamiseksi johdetaan jäähdytyskaasuja suurella 20 nopeudella ja korkeintaan 0,6 MPa:n paineella kuumennettujen kappalepanosten yli ja sen jälkeen lämmönvaihtimen kautta. Tarvittavat jäähdytyskaasun suuret nopeudet saavutetaan suuttimien tai puhaltimien avulla. Jäähdytysnopeutta voidaan periaatteessa suurentaa 25 suurentamalla jäähdytyskaasun painetta, mutta tähän asti käytetyillä jäähdytyskaasuilla (esimerkiksi typellä, argonilla) saavutetaan vain korkeintaan 0,6 MPa:n ylipaine. Suurempien paineidenkäyttöä rajoittaa paineistettujen kaasujen kierrätykseen tarvittava 30 moottoriteho. Käytettäessä jäähdytyskaasuna typpeä, jonka ylipaine on 0,6 MPa, on tarvittava moottorin teho puhaltimen ollessa kyseessä jo yli 100 kW. Tehokkaammat moottorit voivat kuitenkin olla sangen tilaa-vieviä, kalliita ja tavallisesti soveltumattomia 35 sijoitettaviksi vakuumiuuniin.

2 86560 Jäähdytyskaasun kierrätyksen ja paineen suhteen esiintyvien teknisten rajoitusten vuoksi ei tähän mennessä ole ollut mahdollista saavuttaa jäähdytys-kaasuilla suurehkoja jäähdytystehoja, niin että jääh-5 dytyskaasuilla toteutettava nopea jäähdytys on rajoittunut tiettyihin erityisiin raaka-aineisiin.

Tämän keksinnön päämääränä oli saada aikaan menetelmä metallikappaleiden lämpökäsittelemiseksi vakuumiuunissa kuumentamalla kappaleet ja jäähdyttämällä 10 ne sitten nopeasti ylipaineisessa jäähdytyskaasussa, jota kierrätetään, jolla menetelmällä on saavutettavissa korkeampi jäähdytysteho tarvitsematta suurentaa jäähdytyskaasun kierrätyksen vaatimaa moottoritehoa.

Tähän päämäärään päästään keksinnön mukaisesti 15 siten, että jäähdytyskaasuna käytetään heliumia, vetyä, heliumin ja vedyn seosta tai helium- ja/tai vetyseoksia, jotka sisältävät korkeintaan 30 tilavuus-% inerttikaa-sua, säädetään uunissa jäähdytyksen yhteydessä vallitseva jäähdytyskaasun paine "p" arvoon 1-4 MPa ja 20 valitaan jäähdytyskaasun nopeus "v" siten, että tulo p.v on 10 - 150 m.MPa.s-*.

Jäähdytyskaasuna käytetään edullisesti heliumia tai heliumseoksia, jotka sisältävät korkeintaan 30 tilavuus-% vetyä ja/tai inerttikaasuja.

25 On osoittautunut edulliseksi säätää uunissa vallitseva jäähdytyskaasun paine alueelle 1,4 - 3,0 MPa ja tehdä jäähdytyskaasun kierrätys puhaltimella.

Jäähdytyskaasun nopeus "v" mitataan jäähdytys-kaasun jakoputkien ulosmenoaukkojen kohdalta.

30 Yllättävästi on osoittautunut, että käytettäessä heliumia ja/tai vetyä tai niiden seoksia, jotka sisältävät korkeintaan 30 tilavuus-% inerttikaasua, kuten esimerkiksi typpeä, jäähdytyskaasuna vastaavissa uuneissa voidaan paine säätää jopa arvoon 4 MPa tarvit-35 sematta suurentaa käytettävien puhaltimien moottorite- 3 86560 hoa. Tällöin voimistuu kaasujen jäähdytysvaikutus sillä tavalla, että voidaan karkaista oleellisesti suurempi valikoima teräksiä, myös sellaisia teräslaa-tuja, joita on tähän asti pitänyt karkaista öljyhautees-5 sa. Tällä suurpainekaasujäähdytyksellä on nestemäisiin karkaisuväliaineisiin nähden menetelmäteknisiä ja taloudellisia etuja. Lisäksi se on ympäristöystävalli-sempi.

Toteutettaessa tämä menetelmä käytännössä, 10 kuumennetaan teräsosat tähän tarkoitukseen tavanomaisesti käytettävässä vakuumiuunissa. Tällöin on edullista huuhtoa uunia helium- tai vetykaasulla jo kuumennuksen alussa noin 2 MPasn paineella ja kierrättää kaasua puhaltimella. Tästä on se etu, että lämmönsiirto 15 teräsosille ei tapahdu säteilyn, vaan kuljetuksen kautta, josta on seurauksena panoksen tasainen kuumeneminen ja kuumennusajän huomattava lyheneminen. Lämpötilan 750°C yläpuolella kaasu poistetaan uunista ja jatketaan kuumennusta alipaineessa. Tällä lämpötila-20 alueella on säteilykuumennus sangen tehokasta eikä panoksen kuumentamiseen tarvita suojakaasua. Kun on saavutettu kyseessä oleva austenitoitumislämpötila, joka voi olla alueella 800 - 1 300°C, huuhdotaan uunissa olevaa panosta kylmällä jäähdytyskaasulla korkeintaan 25 4 MPasn ylipaineella. Jäähdytyskaasua kierrätetään puhaltimella, jäähdytetään uunin sisältä poistumisensa jälkeen lämmönvaihtimella ja johdetaan takaisin panokselle. Tätä Kierrätystä jatketaan niin pitkään, että panos on jäähtynyt. Kaasun nopeutta säädetään tällöin 30 puhaltimen avulla siten, että tulo p.v on 10 - 250 m.MPa.s-·*·.

Keksintöä valaistaan tarkemmin seuraavalla esimerkillä: Vähän seostetusta teräksestä 100 Cr6 valmistettu 35 rakenneosa, jonka läpimitta on noin 10 mm, kuumennetaan 4 86560 vakuumiuunissa autsenitoitumislämpötilaan noin 850°C. Kun on saavutettu tämä lämpötila, huuhdotaan uunia heliumilla korkeintaan 1,6 MPasn ylipaineella, jolloin näyte jäähtyy 16 sekunnissa lämpötilaan 400°C kaasun 5 nopeuden ollessa 65 MPa-1, mikä vastaa öljyhauteessa saavutettavaa jäähdytysnopeutta. Saadaan aikaan marten-siittinen tila, jossa Rockwell-kovuus on 64. Tähän asti tunnetuilla kaasujäähdytysmenetelmillä ei voida kovettaa teräslaatua 100 6Cr

Claims (4)

5 36 56 O

1. Menetelmä metallikappaleiden lämpökäsittelemi-seksi vakuumiuunissa kuumentamalla kappaleet ja jäähdyttä- 5 mällä ne sitten ylipaineisessa jäähdytyskaasussa, jota kierrätetään, tunnettu siitä, että jäähdytyskaasu-na käytetään heliumia, vetyä, heliumin ja vedyn seoksia tai helium- ja/tai vetyseoksia, jotka sisältävät korkeintaan 30 tilavuus-% inerttikaasua, säädetään uunissa valio litseva jäähdytyskaasun paine "p" jäähdytyksen yhteydessä arvoon 1-4 MPa ja valitaan jäähdytyskaasun nopeus "v" siten, että tulo p.v on 10 - 250 m.MPa.s

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyskaasuna käytetään IS helium in tai heliumseoksia, jotka sisältävät korkeintaan 30 tiiavuus-% vetyä ja/tai inerttikaasuja.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uunissa jäähdytyksen yhteydessä vallitseva jäähdytyskaasun paine säädetään arvoon 20 1,4 - 3,0 MPa.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyskaasua kierrätetään puhaltimen avulla. 6 86560