FR2528875A1 - Rapid ion nitriding process - by scanning workpiece surface with high temp., high pressure plasma jet - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative aux procédés de traitement thermique de métaux et, plus précisément, à un procédé de nitruration de produits métalliques dans un milieu gazeux contenant de 1 t azote. The present invention relates to methods of heat treatment of metals and, more specifically, to a process for nitriding metal products in a gaseous medium containing 1 t nitrogen.
L'invention peut être utilisée avec le plus de succès pour le traitement local de surfaces fonctionnelles pré sentes en général par des pièces de grandes dimensions. The invention can be used most successfully for the local treatment of functional surfaces generally present with large parts.
On contact un procédé de nitruration de produits métalliques, au plasma de décharge luminescente (voir ltou- vrage "Azotirovanie stali" de Ju.M.Lakhtin et Ya.D.Kogan, M.,
Mashinostroenie, 1976, p.140).A nitriding process of metallic products is contacted with a luminescent discharge plasma (see the work "Azotirovanie stali" by Ju.M.Lakhtin and Ya.D. Kogan, M.,
Mashinostroenie, 1976, p.140).
Le procédé en question réside en ce que la pièce à traiter est placée dans un volume fermé contenant de l'azote sous une dépression allant de (1,33 à 13,3).10 Pa. La cathode (produit) et l'anode (corps du four) sont mises sous une tension dont la valeur est réglable dans les limites de 400 à 1 ooe V. La valeur de la tension applique est fonction de la fc @ @@ @@@ @@@@sions de la pièce à traiter. Les ions du gaz bombardent la surface de la pièce et chauffent cette surface à une température qui peut varier dans les limites de 470 à 580 OC. Tout le processus de nitruration dure de quelques dizaines de minutes jusqu'à 24 heures. The process in question resides in that the part to be treated is placed in a closed volume containing nitrogen under a vacuum ranging from (1.33 to 13.3). 10 Pa. The cathode (product) and the anode (furnace body) are put under a voltage whose value is adjustable within the limits of 400 to 1 ooe V. The value of the applied voltage depends on the fc @ @@ @@@ @@@@ sions of the room treat. The ions of the gas bombard the surface of the part and heat this surface to a temperature which can vary within the limits of 470 to 580 OC. The whole nitriding process lasts from a few tens of minutes to 24 hours.
Le procédé considéré permet d'obtenir, par exemple sur un acier comportant du chrome, du molybdène et de l'alu- minium, une couche cémentée contenant de l'azote, épaisse de 0,4 mm et de conférer à cette couche une dureté HVg de 950 en 5 heures. Durant le meme temps, on peut nitrurer un acier comportant du chrome de manière à obtenir une couche cémentée épaisse: de 0,45 à 0,6 mm, sa partie efficace étant épaisse de 0,22 à 0,3 mm et a une dureté superficielle HV5 de 500-550. The process considered makes it possible to obtain, for example on a steel comprising chromium, molybdenum and aluminum, a cemented layer containing nitrogen, 0.4 mm thick and to give this layer a hardness HVg of 950 in 5 hours. During the same time, a steel comprising chromium can be nitrided so as to obtain a thick cemented layer: from 0.45 to 0.6 mm, its effective part being thick from 0.22 to 0.3 mm and has a hardness surface HV5 of 500-550.
I1 ressort de ce qui précède que le procédé en question permet de régler le processus de nitruration en vue dtob- tenir une couche cémentée à composition et à structure prédé terminées. It is clear from the above that the process in question makes it possible to regulate the nitriding process with a view to obtaining a cemented layer with a predefined composition and structure.
Le procédé connu est long (l'opération continue jusqu'à 24 heures), présente un caractère discontinu, du fait que le traitement des pieces est opéré sous vide dans un volume fermé, et, technologïquement parlant, est compliqué, car on est tenu d'opérer sous vide dans une marge étroite entrati,33 et 13,3).102 Pa. I1 s'ensuit que, si la pression de gaz dépas- se 1,33 KPa, la décharge luminescente devient moins stable de manière à prendre la forme d'une décharge drain. On assiste alors à une surchauffe et mème à la fusion superficielle de la pièce en traitement.Lorsque la pression est inférieure a 1 mm
Hg, l'énergie des atomes et des ions de azote est ins d fi- sante pour qutil se produise le chauffage de la surface a' nitrurer.The known process is long (the operation continues up to 24 hours), has a discontinuous nature, due to the fact that the processing of the pieces is carried out under vacuum in a closed volume, and, technologically speaking, is complicated, because one is required to operate under vacuum within a narrow margin (33 and 13.3). 102 Pa. It follows that, if the gas pressure exceeds 1.33 KPa, the glow discharge becomes less stable so as to take the form of a drain discharge. There is then overheating and even surface melting of the part being treated. When the pressure is less than 1 mm
Hg, the energy of the nitrogen atoms and ions is insuffi cient for the heating of the surface to be nitrided to occur.
Du fait que la pièce doit être enfermée complètement dans le volume opératoire du four, alors que le traitement ne porte que sur une partie bien déterminée de cette pièce, on est conduit à recourir à des pâtes spéciales métallisées, des écrans, des revetements galvaniques ou d'autres moyens servant à protéger les surfaces non destinées à la nitruration. Because the part must be completely enclosed in the operating volume of the furnace, while the treatment relates only to a well-defined part of this part, one is led to resort to special metallized pastes, screens, galvanic coatings or other means for protecting surfaces not intended for nitriding.
Pour conférer aux produits la résistance et la dureté superficielle voulues en opérant selon le procédé connu, on conduit le processus pendant un temps prolongé (Jusqutà 24 h). Cependant ce traitement, bien qu'il soit aussi long, ne permet pas d'obtenir chaque-fois les propriétés recherchées. In order to give the products the desired resistance and surface hardness by operating according to the known method, the process is carried out for an extended time (up to 24 h). However, this treatment, although it is also long, does not allow each time to obtain the desired properties.
Pour réduire la durée de traitement on pourrait opérer à une température plus élevée, cependant les régines du procédé considéré 51 opposent à ce perfectionnement. To reduce the duration of treatment, one could operate at a higher temperature, however the regins of the process considered 51 oppose this improvement.
Ltinvention vise donc à remédier aux inconvénients susmentionnés. The invention therefore aims to remedy the aforementioned drawbacks.
On se propose pour tache de mettre au point un procédé de nitruration de produits métalliques qui permettrait de réduire la durée de traitement de ces produits tout en contribuant à l'augmentation de leur dureté superficielle et de leur résistance, ces avantages étant obtenus grâce à une nette augmentation de la température des surfaces à nitrurer. The task is proposed to develop a process for nitriding metal products which would reduce the treatment time of these products while contributing to the increase in their surface hardness and their resistance, these advantages being obtained thanks to a marked increase in the temperature of the surfaces to be nitrided.
Le problème posé est résolu à l'aide d'un procédé de nitruration de produits métalliques, du type consistant à opérer à l'aide d'un plasma contenant de l'azote, caractérisé en ce que le traitement est opéré à l'aide d'un jet de plasma azoté à une température moyenne massique de 6 oeo K, la pression du jet exercée sur la surface à nitrurer étant de (0,03 à 1).105 N/mȇt la surface en question étant balayée par le jet à une vitesse allant de 1.10 å a 20.10 m/s. The problem posed is solved using a nitriding process for metallic products, of the type consisting in operating with a nitrogen-containing plasma, characterized in that the treatment is carried out using of a nitrogenous plasma jet at a mass average temperature of 6 ° K, the pressure of the jet exerted on the surface to be nitrided being (0.03 to 1). 105 N / mȇt the surface in question being swept by the jet at a speed ranging from 1.10 å to 20.10 m / s.
Le processus de nitruration de la surface des produits métalliques se produit grâce à la formation, dans le jet de plasma à température moyenne de la masse d'au moins 6 000 K, d!une phase gazeuse active, en l'occurrence, de l'azote ionisé et dissocié, qui se caractérise par une énergie importante et une activité chimique. En augmentant la température du jet de plasma on assiste à l'accroissement de la quantité d'azote élémentaire et ionisé et, en même temps, à l'accroissement de l'é- nergie des ions et des atomes. Ces derniers entrent en contact avec la surface à nitrurer et chauffent celle-ci å une vitesse allant de 600 à 1 000 C/s. The nitriding process of the surface of metallic products takes place through the formation, in the medium temperature plasma jet of the mass of at least 6000 K, of an active gas phase, in this case, of the ionized and dissociated nitrogen, which is characterized by high energy and chemical activity. By increasing the temperature of the plasma jet there is an increase in the quantity of elementary and ionized nitrogen and, at the same time, in an increase in the energy of the ions and of the atoms. The latter come into contact with the surface to be nitrided and heat the latter at a speed ranging from 600 to 1000 C / s.
En présence d'un chauffage rapide de la surface métallique, on assiste à la fragmentation de la phase austénitique à haute température de sorte qu'un grand nombre de défauts de structure y apparaissent. In the presence of rapid heating of the metal surface, there is a fragmentation of the austenitic phase at high temperature so that a large number of structural defects appear there.
I1 en résulte une surface bien développée présentant une activité chimique élevée. Le contact entre la phase gazeuse active de l'azote élémentaire et ionisé et la surface métallique développée, dû aux régimes du procédé revendiqué, contribue à une saturation rapide et intense de cette surface par l'azote. Ainsi traités, les produits métalliques présentent une dureté superficielle et une solidité élevées. The result is a well-developed surface with high chemical activity. The contact between the active gas phase of elementary and ionized nitrogen and the developed metal surface, due to the regimes of the claimed process, contributes to rapid and intense saturation of this surface with nitrogen. Thus treated, the metal products have a high surface hardness and solidity.
Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre à l'aide d'un plasmotron à l'arc électrique à action indirecte, ou un gaz azoté est chauffé de sorte que le jet de plasma présente une température moyenne de la masse d'au moins 6 000 K. The process according to the invention is carried out using an indirect action plasma arc plasmotron, or a nitrogen gas is heated so that the plasma jet has an average temperature of the mass of at least minus 6,000 K.
A cet effet on peut recourir à des plasmotrons à haute fréquence et à hyperfréquence.For this purpose one can resort to plasmotrons at high frequency and microwave.
Porté à cette température, le jet de plasma devient une source d'azote élémentaire et ionisé en quantité suffisante.
En augmentant la température en question, on assiste à.un accroissement de la quantité d'azote ionisé ce qui contribue à améliorer les conditions dans lesquelles se produit la nitruration. Le jet de plasma formé de l'azote élémentaire et ionisé s'écoule a partir de la buse du plasmotron et est projeté contre la surface à nitrurer, en fonction de la forme et des d4nensions de la surface à nitrurer.Le jet ae plasma rencontre la surface a nitrure sous une incidence normale par rapport à cetto surface ou bien avec un angle déterminé par rapport à celle-ci. (Par exemple, dans le cas de surfaces planes, il est rationnel que le jet de piasna soit projeté suivant la normale, alors que pour des surfaces cylindriques il est avantageux de l'amener sous un certain angle).Brought to this temperature, the plasma jet becomes a source of elemental nitrogen and ionized in sufficient quantity.
By increasing the temperature in question, there is an increase in the amount of ionized nitrogen, which contributes to improving the conditions under which nitriding takes place. The plasma jet formed from elementary and ionized nitrogen flows from the nozzle of the plasmotron and is projected against the surface to be nitrided, depending on the shape and dimensions of the surface to be nitrided. the surface has nitride at a normal incidence with respect to this surface or with a determined angle with respect thereto. (For example, in the case of flat surfaces, it is rational for the piasna jet to be projected along the normal, while for cylindrical surfaces it is advantageous to bring it at a certain angle).
La pression que le jet de plasma exerce sur la surface à nitrurer, est réglée dans une plage de 0,03 à 1 x N/m2. The pressure that the plasma jet exerts on the surface to be nitrided is adjusted in the range of 0.03 to 1 x N / m2.
En sortant des limites du régime susmentionné, on nuit au processus de sorte que la nitruration de la surface du produit métallique ne se produit plus du tout. Leaving the limits of the above-mentioned regime, the process is harmed so that nitriding of the surface of the metal product no longer occurs at all.
Selon l'invention, la surface à nitrurer doit être balayée par le jet de plasma à une vitesse oscillant entre 1.10-3 et 20.10-2 n/s. According to the invention, the surface to be nitrided must be scanned by the plasma jet at a speed oscillating between 1.10-3 and 20.10-2 n / s.
Lorsque cette vitesse est inférieure à 1.10 m/s, on assiste à la fusion de la surface à nitrurer. Si au contraire la vitesse de balayage est supérieure à 20.10 n/s, on n1 assiste plus à la nitruration de ladite surface. When this speed is less than 1.10 m / s, there is a melting of the surface to be nitrided. If, on the contrary, the scanning speed is greater than 20.10 n / s, there is no longer any nitriding of said surface.
En fonction des dimensions de la pièce et de l'importance de la surface à nitrurer, la durée de traitement varie de quelques secondes à plusieurs heures. Depending on the dimensions of the part and the size of the surface to be nitrided, the treatment time varies from a few seconds to several hours.
Le procédé de nitruration proposé permet de cumuler l'opération de durcissement avec la trempe ultérieure de la partie de surface chauffée, ce qui permet de conférer à cette partie une dureté superficielle plus élevée. The proposed nitriding process makes it possible to combine the hardening operation with the subsequent quenching of the heated surface part, which makes it possible to give this part a higher surface hardness.
Le procédé de nitruration de produits métalliques présente le plus dtintérEt pour le traitement local de surfaces fonctionnelles de pinces ae grandes dimensions, telles que: transporteurs à vis, pistons plongeurs, etc. Pour les petites pièces, le procédé selon l'invention peut & re utilisé dans les channes de fabrication automatisées. The nitriding process for metallic products is of most interest for the local treatment of functional surfaces of large-sized pliers, such as: screw conveyors, plungers, etc. For small parts, the process according to the invention can be used in automated production lines.
Le procédé de nitruration conforme à l'invention permet
- d'obtenir dans le jet de plasma un azote actif doué d'une énergie importante et d'une activité chimique élevée et de l'amener de manière efficace vers la surface à nitrurer
- de chauffer la surface à nitrurer d'un produit métallique à une vitesse importante de sorte qu'on assiste à la fragmentation des grains formant la structure initiale du métal et à l'amélioration de leur uniformité dimensionnelle, ce qui contribue à accélérer les processus d'adsorption, de diffusion et de formation d'une couche azotée, ainsi qu'a' accroître la solidité des produits en traitement
- de réduire la durée de nitruration de 5-10 fois et, en meme temps, de bénéficier d'une dureté superficielle 1,5 fois supérieure à celle offerte par le procédé connu, cela sans nuire â ltépaisseur utilisable de la couche nitrurée
- d'opérer le traitement local des surfaces sans recourir à des moyens protecteurs quelconques.The nitriding process according to the invention allows
to obtain in the plasma jet an active nitrogen endowed with a high energy and a high chemical activity and to bring it efficiently towards the surface to be nitrided
- heating the surface to be nitrided of a metal product at a high speed so that we witness the fragmentation of the grains forming the initial structure of the metal and the improvement of their dimensional uniformity, which contributes to accelerating the processes adsorption, diffusion and formation of a nitrogenous layer, as well as to increase the solidity of the products in treatment
- to reduce the nitriding time by 5-10 times and, at the same time, to benefit from a surface hardness 1.5 times higher than that offered by the known process, without harming the usable thickness of the nitrided layer
- to operate the local treatment of surfaces without resorting to any protective means.
Ltinvention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de plusieurs exemples de réalisation donnés ci-dessous. The invention will be better understood and other aims, details and advantages thereof will appear better in the light of several embodiments given below.
EXEMPLE 1
Le procédé conforme à l'invention a été appliqué en vue de nitrurer la surface fonctionnelle d'une roue dentée.EXAMPLE 1
The method according to the invention was applied with a view to nitriding the functional surface of a toothed wheel.
La roue dentée a été fabriquée à partir d'un acier dont la composition était la suivante, en rG en poids
carbone 0,37
manganèse 0,50
chrome 0,80
fer le reste.The toothed wheel was made from a steel the composition of which was as follows, in rG by weight
carbon 0.37
manganese 0.50
chrome 0.80
iron the rest.
Un yaz comportant de l'azote a été porté à une température de 6 000 K dans un plasmotron à l'arc électrique à action indirecte dont la buse présentait une section de pas sage de (1X2,1).10-4 m. A nitrogen-containing yaz was brought to a temperature of 6000 K in a plasmotron with an electric arc with indirect action, the nozzle of which had a wise section of (1X2.1). 10-4 m.
Le jet de plasma azoté sortait de la buse du plasmotron suivant la normale à la surface à nitrurer en exerçant sur cette surface une pression de 0,03.105 N/m. The jet of nitrogenous plasma left the nozzle of the plasmotron following normal to the surface to be nitrided by exerting on this surface a pressure of 0.03.105 N / m.
La surface à nitrurer a été balayée par le jet de plasma à une vitesse de 2.10 m/s. La distance entre la buse du plasmotron et la surface a nitrurer était de 5.10 -3 m. The surface to be nitrided was swept by the plasma jet at a speed of 2.10 m / s. The distance between the nozzle of the plasmotron and the surface to be nitrided was 5.10 -3 m.
Ainsi traitée, la surface fonctionnelle de la roue dentée a présenté une couche nitrurée épaisse de 3.10 ni ayant une dureté superficielle HV50 de 550. Thus treated, the functional surface of the toothed wheel presented a thick nitrided layer of 3.10 ni having a surface hardness HV50 of 550.
La résistance du produit est proportionnelle au carré de dureté (voir : D.N.Reshetov "Detali maschin". M.,
Mashinostroenie, 1974, p.254).The resistance of the product is proportional to the square of hardness (see: DNReshetov "Detali maschin". M.,
Mashinostroenie, 1974, p.254).
2
La durée de traitenent de 1 cm de la surface fonc- tionnelle de la roue dentée a été de 5 s.
2
The treatment time of 1 cm from the functional surface of the toothed wheel was 5 s.
EXEMPLE 2
Le procédé conforme à l'invention a été appliqué en vue de nitrurer la surface fonctionnelle d'une roue dentée en acier dont la composition était la suivante en % en poids
carbone 0,15
manganèse 0,80
fer le reste.EXAMPLE 2
The process according to the invention was applied with a view to nitriding the functional surface of a steel gear wheel the composition of which was as follows in% by weight
carbon 0.15
manganese 0.80
iron the rest.
Un gaz contenant de l'azote a été porté à la température de 8 000 K dans un plasmotron à l'arc électrique à action indirecte dont la buse présentait une section de passa ge de (1x2,1).10-4 m. A nitrogen-containing gas was brought to the temperature of 8000 K in an indirect-action arc plasma plasmotron, the nozzle of which had a cross section of (1x2.1). 10-4 m.
Le jet de plasma azoté sortait de la buse du plasmotron suivant la normale à la surface à nitrurer en exerçant sur cette surface une pression de 0,5.105 N/m. La surface à nitrurer a été balayée par le jet de plasma à une vitesse de 5.10 m/s. La distance entre la buse du plasmotron et la sur 2 face à nitrurer était de 10.10-2 m. The jet of nitrogenous plasma left the nozzle of the plasmotron following the normal to the surface to be nitrided by exerting on this surface a pressure of 0.5.105 N / m. The surface to be nitrided was swept by the plasma jet at a speed of 5.10 m / s. The distance between the nozzle of the plasmotron and the one on 2 faces to be nitrided was 10.10-2 m.
Ainsi traitée la surface fonctionnelle de la roue -4 dentée a présenté une couche nitrurée épaisse de 3,5.10-4 m, ayant une dureté superficielle HV50 680. Thus treated, the functional surface of the toothed wheel had a thick nitrided layer of 3.5 × 10 −4 m, having a surface hardness of HV50 680.
2
La durée de traitement de 1 cm de la surface ronctionnelle de la roue dentée a été de 2 s.2
The treatment time of 1 cm from the functional surface of the toothed wheel was 2 s.
EXEMPLE 3
Le procédé selon l'invention a été appliqué en vue de nitrurer la surface d'un échantillon plat en acier, de dimensions suivantes 15x15x10.10-2 m.EXAMPLE 3
The method according to the invention was applied with a view to nitriding the surface of a flat steel sample, of the following dimensions 15 × 15 × 10 × 10 -2 m.
L'échantillon a été obtenu à partir d'un acier dont la composition était la suivante, en S en poids
carbone 0,42
manganese 0,30
chrome 1,65
fer le reste.The sample was obtained from a steel the composition of which was as follows, in S by weight
carbon 0.42
manganese 0.30
chrome 1.65
iron the rest.
Un gaz contenant de l'azote a été porté à la température de 10 000 K dans un plasmotron à l'arc électrique à action indirecte dont la buse présentait une section de passage de (lx2,1).10-4 m. A nitrogen-containing gas was brought to the temperature of 10 000 K in a plasmotron with an electric arc with indirect action, the nozzle of which had a cross section of (lx2.1). 10-4 m.
Le jet de plasma azoté sortait de la buse du plasmotron suivant la normale à la surface à nitrurer en exerçant sur cette surface une pression de 0,5.105 N/m. The jet of nitrogenous plasma left the nozzle of the plasmotron following the normal to the surface to be nitrided by exerting on this surface a pressure of 0.5.105 N / m.
La surface en traitement a été balayée par le jet de plasma à une vitesse de 8.10 m/s. La distance entre la buse du plasmotron et la surface en question était de 10.10-2 m. The surface under treatment was scanned by the plasma jet at a speed of 8.10 m / s. The distance between the nozzle of the plasmotron and the surface in question was 10.10-2 m.
Ainsi traitée, la surface de l'échantillon a présenté une couche nitrurée épaisse de 7.10-4, ayant une dureté superficielle HV50 1250. 2
La durée de traitement de 1 cm de la surface a été de 2 secondes.Thus treated, the surface of the sample had a thick nitrided layer of 7.10-4, having a surface hardness of HV50 1250. 2
The treatment time of 1 cm from the surface was 2 seconds.
EXEMPLE 4
Le procédé conforme à l'invention a été appliqué en vue de nitrurer la surface fonctionnelle d'un transporteur à vis de forme cylindrique,de 7.10-2 m de diamètre.EXAMPLE 4
The method according to the invention was applied with a view to nitriding the functional surface of a screw conveyor of cylindrical shape, 7.10-2 m in diameter.
Le transporteur à vis a été fabriqué à partir d'un acier dont la composition était la suivante, en S en poids
carbone 0,35
manganèse 0,30
chrome 1,85
molybdène 0,15
aluminium 0 70
fer le reste.The screw conveyor was manufactured from a steel the composition of which was as follows, in S by weight
carbon 0.35
manganese 0.30
chrome 1.85
molybdenum 0.15
aluminum 0 70
iron the rest.
Un gaz contenant de 1 'azote a été porté à tempéra ture de 10 000 K dans un plasnotron à l'arc électrique à action indirecte dont la buse présentait une section de passage de (1x2,1).10-4 m. A gas containing nitrogen was brought to a temperature of 10 000 K in a plasnotron with an electric arc with indirect action, the nozzle of which had a cross section of (1x2.1). 10-4 m.
de .?'; de lavra azoté sortait de la buse du plas- notron sous un anale de 30 par rapport à la surface a nitrurer en exerçant sur- cette surlace une pression de 0,3.105 N/m. from.? '; of nitrogenous nitrogen came out of the plasterron nozzle under an anal of 30 with respect to the surface to be nitrided by exerting on this surface a pressure of 0.3.105 N / m.
La surface à nitrurer a été balayée par' jet de plasma a une vitesse de 7.10 nis. La distance entre la buse du plasmotron et la surface en traitement était de 5.10-3m. On a ensuite trempé le transporteur cN vis. A cet effet, la pièce chaude a été refroidie avec de l'eau à une température de 100-150 C.The surface to be nitrided was scanned with a plasma jet at a speed of 7.10 nis. The distance between the nozzle of the plasmotron and the surface under treatment was 5.10-3m. The cN screw conveyor was then quenched. For this purpose, the hot room was cooled with water to a temperature of 100-150 C.
Ainsi traitée, la surface fonctionnelle du transporteur à vis a présenté une couche nitrurée épaisse de 9.10 m, ayant une dureté superficielle HV501450. Thus treated, the functional surface of the screw conveyor had a 9.10 m thick nitrided layer, having a surface hardness of HV501450.
La durée de traitement de 1 cm2 de la surface a été de 1,5 seconde. The treatment time of 1 cm2 of the surface was 1.5 seconds.
EXEMPLE 5
Le procédé conforme à l'invention a été appliqué en vue de nitrurer la surface fonctionnelle d'un transporteur a vis de forme cylindrique, de 7.10-2 m de diamètre.EXAMPLE 5
The process according to the invention was applied with a view to nitriding the functional surface of a screw conveyor of cylindrical shape, 7.10-2 m in diameter.
Le transporteur à vis a été fabriqué a' partir d'un acier dont la compositipn était la suivante, en % en poids
carbone 0,35
manganèse 0,30
chrome 1,35 molybdène 0,15
aluminium 0,70
fer le reste.The screw conveyor was manufactured from a steel the composition of which was as follows, in% by weight
carbon 0.35
manganese 0.30
chromium 1.35 molybdenum 0.15
aluminum 0.70
iron the rest.
Un oaz contenant de l'azote a été porté à température de 10 c300 dans un plasmotron à l'arc électrIque à action indirecte dont la buse présentait une section de passage de (1.2,1).10-4 m. A nitrogen-containing oaz was brought to a temperature of 10,300 in an indirect-action electric arc plasmotron, the nozzle of which had a cross section of (1.2,1). 10-4 m.
Le jet de plasma azoté sortait de la buse du plasmotron sous un angle de 300 par rapport à la surface à nitrurer en exerçant sur cette surface une pression de 1.105 N/m. The jet of nitrogenous plasma left the nozzle of the plasmotron at an angle of 300 relative to the surface to be nitrided by exerting on this surface a pressure of 1.105 N / m.
La suriace à nitrurer a été balayée par le jet de plasma à une vitesse de 5.10 m/s. La distance entre la buse du plasmotron et la surface en traitement était de 10.10-3 m. The surface to be nitrided was swept by the plasma jet at a speed of 5.10 m / s. The distance between the nozzle of the plasmotron and the surface under treatment was 10.10-3 m.
Ainsi traitée, la surface fonctiounelle du transpor- teur à vis a présenté une couche nitrurée épaisse de 1.10 m, ayant une dureté superficielle HV50750. Thus treated, the functional surface of the screw conveyor had a 1.10 m thick nitrided layer, having a surface hardness of HV50750.
2
La durée de traitement de 1 cm de la surface a été de 2 secondes.
2
The treatment time of 1 cm from the surface was 2 seconds.
EXEMPLE 6
Le procédé conforme à l'invention a été appliqué en vue de nitrurer la surface fonctionnelle d'une roue dentée en acier.EXAMPLE 6
The method according to the invention was applied with a view to nitriding the functional surface of a steel toothed wheel.
La composition de acier était la suivante, en% en poids
carbone 0,45
manganèse 0,80
chrome 1,10
fer le reste.The composition of steel was as follows, in% by weight
carbon 0.45
manganese 0.80
chrome 1.10
iron the rest.
Un gaz contenant de l'azote a été porté à température de 6 000 K dans un plasmotron à l'arc électrique à action indirecte dont la buse présentait une section de passage
4 2 de (1.2,1).10-4 m. A nitrogen-containing gas was brought to a temperature of 6000 K in an indirect-action arc plasma plasmotron, the nozzle of which had a passage section
4 2 of (1.2,1). 10-4 m.
Le jet de plasma azoté sortait de la buse du plasmotron suivant la normale à la surface à nitrurer en exerçant une pression de 1.10 N/m sur cette surface. La surface à nitrurer a été balayée par le jet de plasma à une vitesse de 0,1.10-3 m/s. The jet of nitrogenous plasma left the plasmotron nozzle following the normal to the surface to be nitrided by exerting a pressure of 1.10 N / m on this surface. The surface to be nitrided was swept by the plasma jet at a speed of 0.1 x 10-3 m / s.
La distance entre la buse du plasmotron et la surface à nitrurer était de 5.103 m. The distance between the nozzle of the plasmotron and the surface to be nitrided was 5.103 m.
Ainsi traitée, la surface fonctionnelle de la roue dentée a présenté une couche nitrurée épaisse de 1.10-5 m, ayant une dureté superficielle HVso 550. Thus treated, the functional surface of the gear wheel presented a thick nitrided layer of 1.10-5 m, having a surface hardness HVso 550.
2
La durée de traitement de 1 cm de la surface de la roue a été de 10 s.2
The treatment time of 1 cm from the surface of the wheel was 10 s.
EXEMPLE 7
Le procédé conforme à l'invention a été appliqué en ue de nitrurer la surface fonctionnelle d'une roue dentée.EXAMPLE 7
The method according to the invention has been applied in ue to nitride the functional surface of a toothed wheel.
La roue dentée en question a été fabriquée à partir d'un acier dont la composition était la suivante, en en poids
carbone 0,45
manganèse 0,0
chrone 1,10
fer le reste.The toothed wheel in question was manufactured from a steel the composition of which was as follows, by weight
carbon 0.45
manganese 0.0
chrone 1.10
iron the rest.
Un gaz contenant de l'azote a été porté à tenpéra- ture de 10 000 K dans un plasmotron à l'arc électrique a action indirecte dont la buse présentait une section de passage
4 2 de (1.2,1).10-4 m. A nitrogen-containing gas was brought to a temperature of 10,000 K in an indirect arc plasma plasmotron, the nozzle of which had a passage section
4 2 of (1.2,1). 10-4 m.
Le jet de plasma azoté sortait de la buse du plasmotron suivant la normale à la surface à nitrurer en exerçant sur cette surface une pression de 0,1.105 N/m. The jet of nitrogenous plasma left the nozzle of the plasmotron following the normal to the surface to be nitrided by exerting on this surface a pressure of 0.1 × 105 N / m.
La surface en traitement a été balayée par le jet de plasma à une vitesse de 6.10 m/s. La distance entre la buse du plasmotron et la surface en traitement était de ni. m. m. On a ensuite procédé à la trempe de la roue dentée. A cet effet, la pièce chaude a été refroidie avec de l'eau jus qu'a' une température de 100-150 C. The surface under treatment was swept by the plasma jet at a speed of 6.10 m / s. The distance between the nozzle of the plasmotron and the surface under treatment was ni. m. m. The toothed wheel was then quenched. For this purpose, the hot room was cooled with water to a temperature of 100-150 C.
Alnsi traitée, la surface fonctionnelle de la roue dentée a présenté une couche nitrurée épaisse de 65.10 m, ayant une dureté superficielle Wr50 960. Alnsi treated, the functional surface of the toothed wheel presented a thick nitrided layer of 65.10 m, having a surface hardness Wr50 960.
o
La durée de traitement de 1 cm de la surface fonctionnelle de la roue dentée a été de 2s.o
The treatment time of 1 cm from the functional surface of the toothed wheel was 2 s.
Eien entendu, l'invention ntest nullenent limitée aux exemples de réalisation décrits. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons à condition que celles-ci soient exécutées suivant son esprit et mise en oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. Eien understood, the invention ntest nullenent limited to the embodiments described. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations provided that these are executed according to its spirit and implemented in the context of the claim which follows.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8210889A FR2528875A1 (en) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | Rapid ion nitriding process - by scanning workpiece surface with high temp., high pressure plasma jet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8210889A FR2528875A1 (en) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | Rapid ion nitriding process - by scanning workpiece surface with high temp., high pressure plasma jet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2528875A1 true FR2528875A1 (en) | 1983-12-23 |
| FR2528875B1 FR2528875B1 (en) | 1985-01-11 |
Family
ID=9275266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8210889A Granted FR2528875A1 (en) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | Rapid ion nitriding process - by scanning workpiece surface with high temp., high pressure plasma jet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2528875A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1364152A (en) * | 1963-05-10 | 1964-06-19 | L Air Liquide Sa Pour L Expl D | Surface treatment of metals |
| DE1253992B (en) * | 1965-04-06 | 1967-11-09 | Gottfried Reinsch Dipl Ing | Process for nitriding steel and cast iron using ionized nitrogen |
| JPS5757867A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-07 | Hitachi Ltd | Surface hardening method of titanium and titanium alloy |
-
1982
- 1982-06-22 FR FR8210889A patent/FR2528875A1/en active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1364152A (en) * | 1963-05-10 | 1964-06-19 | L Air Liquide Sa Pour L Expl D | Surface treatment of metals |
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ABJP/82 * |
| CA1979 * |
| EXBK/62 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2528875B1 (en) | 1985-01-11 |
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Legal Events
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