FR2681332A1 - METHOD AND DEVICE FOR CUTTING STEEL IN A LOW PRESSURE ATMOSPHERE. - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE CEMENTATION D'UN ACIER DANS UNEMETHOD AND DEVICE FOR CEMENTING A STEEL IN A
ATMOSPHERE A BASSE PRESSION.LOW PRESSURE ATMOSPHERE.
D'une manière générale, on sait que l'un des principaux traitements de durcissement superficiel des aciers le plus usité actuellement dans le domaine de la mécanique In general, it is known that one of the main surface hardening treatments of steels most commonly used in the field of mechanics
générale est, sans conteste, la cémentation. General is, without question, the cementation.
Ce traitement permet d'augmenter la dureté de surface, les caractéristiques mécaniques, la limite de fatigue superficielle ou de roulement, et la tenue à l'usure d'organes mécaniques fortement sollicités comme les engrenages, les axes de transmission, les cames, etc A l'heure actuelle, ce traitement est réalisé dans un four à charge (ou non) à l'intérieur duquel les pièces sont amenées à une température de traitement dans une This treatment makes it possible to increase the surface hardness, the mechanical characteristics, the superficial or rolling fatigue limit, and the resistance to wear of highly stressed mechanical members such as gears, transmission shafts, cams, etc. At present, this treatment is performed in a furnace (or not) within which the parts are brought to a treatment temperature in a
atmosphère à base d'azote et de méthanol. atmosphere based on nitrogen and methanol.
Cette technique, qui est très diffusée, présente cepen- This technique, which is widely distributed,
dant un certain nombre d'inconvénients dus, en grande a number of disadvantages due, in large part
partie, à l'oxygène présent dans l'atmosphère cémentante. part, oxygen present in the cementing atmosphere.
En effet, cet oxygène réagit à la surface de l'acier par phénomène d'oxydation intergranulaire Cette dernière In fact, this oxygen reacts on the surface of the steel by intergranular oxidation phenomenon.
fragilise la structure superficielle en diminuant locale- weakens the surface structure by decreasing local
ment la dureté et surtout la limite de fatigue. the hardness and especially the fatigue limit.
2 - En outre, l'oxygène présent a pour effet de limiter le transfert du carbone au niveau de l'interface entre la 2 - In addition, the oxygen present has the effect of limiting the transfer of carbon at the interface between the
phase gazeuse cémentante et le solide à cémenter Ce phé- cementing gaseous phase and the solid to be cements This phenomenon
nomène limite donc la vitesse de cémentation. Pour remédier à ces inconvénients, les équipements de cémentation sont fréquemment pourvus de sonde à oxygène et d'analyseur à infra-rouge, de façon à contrôler le nomene therefore limits the rate of cementation. To overcome these drawbacks, carburizing equipment is frequently provided with an oxygen sensor and an infra-red analyzer, so as to control the
potentiel carbone dans l'atmosphère. carbon potential in the atmosphere.
Toutefois, bien que contrôlant la phase de cémentation, ces systèmes ne peuvent que limiter, mais sans cependant l'éliminer, l'effet néfaste de la présence de l'oxygène dans l'atmosphère de traitement Par ailleurs, du point de vue mécanique, la couche superficielle présentant le However, although controlling the cementation phase, these systems can only limit, but without eliminating, the adverse effect of the presence of oxygen in the treatment atmosphere. Moreover, from a mechanical point of view, the superficial layer presenting the
phénomène d'oxydation intergranulaire, doit être généra- intergranular oxidation phenomenon, should generally be
lement éliminée par de coûteuses opérations de rectifica- eliminated by costly rectification
tion.tion.
A ces inconvénients, s'ajoutent ceux résultant des parti- To these drawbacks are added those resulting from
cularités de la loi d'enrichissement en carbone d'un acier Selon cette loi, l'enrichissement en carbone qui est linéaire en fonction du temps, en dessous du seuil de saturation de l'austénite, devient fonction de la racine the law of carbon enrichment of a steel According to this law, the carbon enrichment which is linear as a function of time, below the saturation threshold of the austenite, becomes a function of the root
carrée du temps au-delà de ce seuil (régime dif fusion- square of time beyond this threshold (regime of
nel loi de Fick).Fick's law).
Au cours de ce régime diffusionnel, il se produit un car- During this diffusional regime, a car-
bure de fer, très dur et très fragile appelé cémentite iron fur, very hard and very fragile called cementite
(Fe 3 C) ainsi que de la suie.(Fe 3 C) as well as soot.
En outre, compte tenu du fait que les traitements sont effectués à la pression atmosphérique, et que la teneur en gaz de traitement est difficilement contrôlable avec précision, on constate: une hétérogénéité de traitement, 3 - un contrôle impossible de l'enrichissement, un taux de "cracking" très faible du gaz de traitement (en général du CH 4) et un mauvais rendement en carbone bas. In addition, taking into account the fact that the treatments are carried out at atmospheric pressure, and that the treatment gas content is difficult to accurately control, there is: a heterogeneity of treatment, 3 - an impossible control of the enrichment, a very low cracking rate of the process gas (usually CH 4) and a poor low carbon yield.
Pour tenter d'éviter les effets néfastes de la -surcarbu- In an attempt to avoid the harmful effects of -surcarbu-
ration au cours du régime diffusionnel, on a proposé de réduire, au cours de cette phase, la teneur en gaz de traitement par dilution, en injectant dans le four un gaz neutre Toutefois, cette solution ne permet pas d'obtenir une élimination totale du gaz de traitement et exige un temps relativement important pour réduire suffisamment le During this phase, it has been proposed to reduce the content of the dilution treatment gas by injecting a neutral gas into the furnace. However, this solution does not make it possible to obtain a total elimination of process gas and requires a relatively large amount of time to sufficiently reduce the
taux de gaz de traitement.treatment gas rate.
L'invention a donc plus particulièrement pour but de sup- The invention therefore more particularly aims at eliminating
primer tous ces inconvénients.primer all these disadvantages.
Elle propose, à cet effet, un procédé de cémentation It proposes, for this purpose, a carburizing process
consistant à porter les pièces à traiter à une tempéra- wearing the parts to be treated at a temperature of
ture de traitement relativement haute (comprise entre 800 'C et 1100 'C, de préférence supérieure à 9000 C) dans une atmosphère gazeuse exempte d'oxygène maintenue par pompage à basse pression (de 1 à 10 mbar, de préférence mbar), et à procéder à une pluralité de phases d'enrichissement en carbone successives, obtenues chacune par une injection, de durée limitée, d'un gaz de traitement comprenant un ou plusieurs hydrocarbures purs (par exemple de type CH 4, C 3 H 8), chaque phase d'enrichissement présentant une durée inférieure au temps de passage en phase de saturation de l'austénite, ces phases d'enrichissement étant séparées par des phases de diffusion sous vide de plus grande durée permettant a relatively high treatment temperature (between 800.degree. C. and 1100.degree. C., preferably greater than 9000.degree. C.) in an oxygen-free gaseous atmosphere maintained by low-pressure pumping (from 1 to 10 mbar, preferably mbar), and performing a plurality of successive carbon enrichment phases, each obtained by an injection, of limited duration, of a treatment gas comprising one or more pure hydrocarbons (for example of the CH 4, C 3 H 8 type), each enrichment phase having a duration less than the saturation phase transition time of the austenite, these enrichment phases being separated by vacuum diffusion phases of greater duration allowing
d'ajuster la teneur superficielle en carbone. to adjust the surface carbon content.
Le principe de ce procédé de cémentation repose sur les The principle of this cementation process is based on
mécanismes de dissociation des hydrocarbures à la pres- mechanisms of dissociation of hydrocarbons at the
sion et à la température de traitement qui conduisent à obtenir des hydrocarbures plus simples et finalement du -4- carbone et de l'hydrogène, les principales réactions étant propane C 3 H 8 2 C + 2 H 2 and at the processing temperature which lead to simpler hydrocarbons and finally carbon and hydrogen, the main reactions being propane C 3 H 8 2 C + 2 H 2
C 3 H 8 < C 2 H 4 + CH 4C 3 H 8 <C 2 H 4 + CH 4
éthylène C 2 H 4 X 2 C + 2 H 2ethylene C 2 H 4 X 2 C + 2 H 2
C 2 H 4 > C +CH 4C 2 H 4> C + CH 4
méthane CH 4 C + 2 H 2 éthane C 2 H 6 C 2 H 4 + H 2 En fait, l'agent cémentant principal est l'éthylène issu du "cracking", du propane ou de l'éthane, le méthane methane CH 4 C + 2 H 2 ethane C 2 H 6 C 2 H 4 + H 2 In fact, the main cementing agent is ethylene resulting from "cracking", propane or ethane, methane
étant le composé le moins efficace. being the least effective compound.
Le procédé précédemment décrit (pression réduite/température élevée) permet de s'affranchir de la plupart des inconvénients des techniques antérieures, tout en permettant un accroissement des cinétiques de cémentation. Grâce au fait que la génération de carbone actif est obtenue par simple dissociation de molécules d'hydrocarbure, le mécanisme du transfert de carbone est The previously described method (reduced pressure / high temperature) makes it possible to overcome most of the drawbacks of the prior art, while allowing an increase in the kinetics of carburizing. Due to the fact that active carbon generation is achieved by simple dissociation of hydrocarbon molecules, the mechanism of carbon transfer is
considérablement simplifié.greatly simplified.
Ce phénomène de dissociation est amélioré, à basse pres- This phenomenon of dissociation is improved at a low
sion, en raison de la loi de déplacement des équilibres sion, because of the law of displacement of balances
(loi de Le Chatelier): une baisse de pression à tempéra- (Le Chatelier law): a drop in pressure at tempera-
ture constante, produit la réaction qui entraîne une aug- ture, produces the reaction which leads to an increase
mentation de volume du système et inversement On constate que ce processus tend à favoriser les réactions du type: system volume and vice versa It is noted that this process tends to favor reactions of the type:
C 3 H 8 I C 2 H 4 + CH 4C 3 H 8 I C 2 H 4 + CH 4
- Un autre avantage important du procédé selon l'invention consiste en ce qu'il permet de contrôler le temps de séjour du gaz dans le four: Dès que cesse l'injection (qui a causé une élévation de pression), le gaz se trouve rapidement pompé jusqu'à ce que la pression retourne à sa valeur initiale à laquelle la teneur en gaz de traitement est négligeable Il devient alors possible d'éviter le passage en dessous du seuil de saturation de l'austénite Another important advantage of the process according to the invention is that it makes it possible to control the residence time of the gas in the oven: As soon as the injection stops (which has caused a rise in pressure), the gas is quickly pumped until the pressure returns to its initial value at which the process gas content is negligible It then becomes possible to avoid the passage below the saturation threshold of the austenite
et les inconvénients qui en résultent. and the disadvantages that result.
En outre, les consommations de gaz de traitement sont In addition, the consumption of process gas is
réduites, tandis que la sécurité du système est amélio- reduced, while the security of the system is improved
rée.SOE.
Comme précédemment mentionné, l'invention concerne égale- As previously mentioned, the invention also relates to
ment un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé pré- a device for carrying out the pre-
cédemment décrit, ce dispositif faisant intervenir un four de traitement thermique ou thermochimique sous vide, équipé de moyens de chauffage aptes à porter les pièces à traiter à une température de l'ordre de 8000 C à 11000 C, des moyens de pompage permettant d'abaisser la pression à l'intérieur du four à une valeur de l'ordre de 1 à described above, this device involving a vacuum heat treatment or thermochemical furnace, equipped with heating means able to carry the workpieces to a temperature of about 8000 C to 11000 C, pumping means for lower the pressure inside the oven to a value of about 1 to
mbar, et des moyens permettant d'injecter périodique- mbar, and means for periodic injection
ment des gaz de traitement à l'intérieur du four, pendant treatment gases inside the oven, during
une durée déterminée.a fixed term.
Il s'avère que dans les installations classiques de ce type, une des difficultés majeures à résoudre est d'obtenir une homogénéité du traitement sur toutes les pièces d'une charge et sur toutes les formes de chacune It turns out that in conventional installations of this type, one of the major difficulties to be solved is to obtain homogeneity of the treatment on all the parts of a load and on all the forms of each one.
de ces pièces.of these pieces.
Pour atteindre cet objectif industriel, on a songé à faire tourner la charge contenant les pièces à traiter To achieve this industrial goal, it was thought to rotate the load containing the parts to be treated
devant les buses d'injection d'hydrocarbure. in front of the hydrocarbon injection nozzles.
Toutefois, cette solution est délicate à mettre en oeuvre However, this solution is difficult to implement
et manque de fiabilité industrielle en raison de la dif- and lack of industrial reliability because of the diffe-
6 - f iculté à mettre en rotation une charge portée à haute température. 6 - F iculty to rotate a load carried at high temperature.
Afin de résoudre ce problème, l'invention propose un sys- In order to solve this problem, the invention proposes a system
tème d'injection de gaz qui permet de faire tourner le flux gazeux d'hydrocarbure dans l'enceinte du four quelle que soit sa géométrie, et ceci, afin de cémenter tout type de pièces, de façon homogène, sans introduire de gas injection system that allows to turn the gaseous flow of hydrocarbon in the enclosure of the furnace whatever its geometry, and this, in order to coementer any type of parts, in a homogeneous way, without introducing any
mécanisme complexe en partie chaude du four. complex mechanism in the hot part of the oven.
Ce résultat est obtenu en utilisant une pluralité de buses d'injection judicieusement placées en fonction de la géométrie du four, chacune de ces buses étant associée à une électrovanne pilotée par un calculateur programmé de manière à engendrer une séquence d'ouverture et de fermeture, de façon à obtenir une atmosphère de gaz cémentant pulsé, en mouvement permanent, circulaire ou hélicoïdal. This result is obtained by using a plurality of injection nozzles judiciously placed according to the geometry of the furnace, each of these nozzles being associated with a solenoid valve controlled by a computer programmed so as to generate an opening and closing sequence, so as to obtain a pulsating cemented gas atmosphere, in permanent movement, circular or helical.
Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci- Embodiments of the invention will be described below.
après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un diagramme de température et de pression en fonction du temps, d'un cycle de BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram of temperature and pressure as a function of time, of a cycle of
cémentation à basse pression, conforme au pro- low pressure cementation, in accordance with
cédé selon l'invention; La figure 2 est une représentation schématique d'une installation de traitement utilisant un four cloche; Les figures 3 et 4 sont des vues (respectivement axiale et radiale) du moufle du four utilisé dans l'installation de la figure 2, ces vues montrant l'implantation des buses d'injection de gaz de traitement; -7- La figure 5 est une représentation schématique du circuit d'injection du gaz de traitement; La figure 6 est une représentation illustrant une séquence d'ouverture/fermeture des électro- vannes du circuit de la figure 5; La figure 7 est une vue schématique montrant un mode d'implantation des buses d'injection dans assigned according to the invention; Figure 2 is a schematic representation of a treatment plant using a bell oven; Figures 3 and 4 are views (respectively axial and radial) of the oven muffle used in the installation of Figure 2, these views showing the implantation of the treatment gas injection nozzles; Figure 5 is a schematic representation of the process gas injection circuit; FIG. 6 is a representation illustrating an opening / closing sequence of the electro valves of the circuit of FIG. 5; FIG. 7 is a schematic view showing a mode of implantation of the injection nozzles in
un four présentant un moufle parallélépipé- an oven with a parallelepiped muffle
dique; La figure 8 montre l'implantation des buses dique; Figure 8 shows the nozzle implantation
dans la paroi latérale gauche, la paroi supé- in the left side wall, the upper wall
rieure, et la paroi latérale droite du moufle and the right side wall of the muffle
représenté figure 7.represented in FIG.
Tel que représenté sur la figure 1, le cycle thermique de cémentation comprend successivement une première phase Pl de montée en température allant de la température ambiante à une température de 7600 C, cette élévation de température s'effectuant à une vitesse de 150 C/mn; As shown in FIG. 1, the thermal conditioning cycle comprises, successively, a first phase P 1 of raising the temperature from room temperature to a temperature of 7600 C, this temperature rise being effected at a speed of 150 C / min. ;
un premier palier P 2 (par exemple de 1 heure) à la tem- a first level P 2 (for example 1 hour) at the time
pérature de 7600 C; une deuxième phase P 3 de montée en température amenant les pièces de la température du palier ( 7600 C) à la température de traitement (ici de 980 'C); 7600 C; a second phase P 3 of temperature rise bringing the parts of the temperature of the bearing (7600 C) to the treatment temperature (here of 980 'C);
une phase P 4 de maintien en température à la tempéra- a phase P 4 for maintaining temperature at room temperature
ture de traitement; et une phase P 5 de refroidissement pouvant consister par treatment status; and a cooling phase P 5 which may consist of
exemple en une trempe.example in a quench.
8 - Au cours de ce cycle thermique, la pression à l'intérieur 8 - During this thermal cycle, the pressure inside
du four (indiquée en traits épais) est maintenue par pom- oven (indicated in thick lines) is maintained by
page à une valeur relativement basse jusqu'à un instant ti qui suit une phase P 6 d'homogénéisation thermique des pièces à la température de traitement (par exemple 30 mn après que la température ait atteint la température de traitement). En effet, à l'instant tl, on amorce une première phase Cl d'enrichissement en carbone, en effectuant une première injection de gaz de traitement, pendant une courte durée (de 1 S à 5 mn) Cette injection a pour effet d'accroître légèrement la pression pendant une durée calculée de manière à éviter de dépasser le seuil de saturation de page to a relatively low value until a time ti following a phase P 6 of thermal homogenization of the parts at the processing temperature (for example 30 minutes after the temperature has reached the treatment temperature). Indeed, at time t1, a first carbon enrichment phase C1 is initiated by performing a first injection of treatment gas for a short period (from 1 s to 5 minutes). This injection has the effect of slightly increase the pressure for a duration calculated so as to avoid exceeding the saturation threshold of
l'austénite Du fait du pompage du gaz injecté, la pres- austenite Due to the pumping of the injected gas, the pressure
sion retourne ensuite rapidement à sa valeur initiale (instant t 2) La durée de cette phase d'enrichissement Cl est, en général, de l'ordre de quelques secondes à sion then quickly returns to its initial value (instant t 2) The duration of this enrichment phase C1 is, in general, of the order of a few seconds to
quelques minutes.a few minutes.
A partir de l'instant t 2, on amorce une première phase de diffusion Dl (diffusion du carbone vers le coeur de From time t 2, a first diffusion phase D1 is initiated (diffusion of carbon towards the core of
l'acier) au cours de laquelle la température est mainte- steel) during which the temperature is now
nue à la température de traitement, et l'atmosphère à basse pression ne contient pratiquement plus de gaz de at the processing temperature, and the low-pressure atmosphere contains practically no more
traitement pour permettre un enrichissement en carbone. treatment to allow carbon enrichment.
A la fin de cette phase de diffusion Dl, instant t 3, on déclenche une seconde phase d'enrichissement en carbone At the end of this diffusion phase D1, time t 3, a second carbon enrichment phase is triggered.
C 2 en effectuant une seconde injection de gaz de traite- C 2 by performing a second injection of process gas
ment La durée de cette deuxième phase d'enrichissement peut être différente de celle de la première, à condition qu'on ne dépasse pas le seuil de saturation précédemment évoqué. Le traitement se termine par la trempe sous vide au moyen d'huile ou de gaz surpressé (phase P 5) qui intervient (instant t 5) après une phase de diffusion D 2 (instant t 4) 9 - d'une durée sensiblement égale à celle de la phase de The duration of this second enrichment phase may be different from that of the first, provided that the saturation threshold previously mentioned is not exceeded. The treatment is terminated by vacuum quenching with oil or supercharged gas (P 5 phase) which intervenes (instant t 5) after a diffusion phase D 2 (time t 4) 9 - of a substantially equal duration to that of the phase of
diffusion Dl.diffusion Dl.
Pendant la phase de trempe P 5, la température passe bru- During the quenching phase P 5, the temperature rises
talement de la température de traitement à la température ambiante correspondant à l'opération de trempe de l'acier processing temperature at room temperature corresponding to the quenching operation of the steel
ou de durcissement de l'acier cémenté. or hardening of case hardened steel.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas au cycle de traitement précédemment décrit: Ainsi, par exemple, le nombre de phases d'enrichissement et le nombre de phases Of course, the invention is not limited to the treatment cycle previously described: Thus, for example, the number of enrichment phases and the number of phases
de diffusion pourraient être supérieurs à deux en fonc- could be greater than two depending on the
tion de la profondeur cémentée désirée. tion of the desired cemented depth.
La figure 2 montre une installation apte à effectuer un traitement de cémentation à basse pression utilisant un four de traitement thermique sous vide de type cloche, c'est-à-dire comprenant une enceinte étanche comportant un corps cylindrique 1, axé verticalement et ouvert dans sa partie inférieure, ce corps étant mobile et monté de façon étanche et déconnectable sur une base circulaire 2 formant la sole du four sur laquelle sont posées les FIG. 2 shows an installation capable of carrying out a low pressure carburizing treatment using a vacuum heat treatment furnace of the bell type, that is to say comprising a sealed enclosure comprising a cylindrical body 1, oriented vertically and open in its lower part, this body being movable and sealingly mounted and disconnectable on a circular base 2 forming the oven floor on which are placed the
pièces à traiter.parts to be treated.
Le corps 1 renferme un moufle cylindrique 3 en matériau réfractaire, à l'intérieur duquel sont disposées des résistances chauffantes électriques 4 permettant The body 1 contains a cylindrical muffle 3 made of refractory material, inside which are disposed electric heating resistors 4 allowing
d'assurer un chauffage des pièces par rayonnement. to ensure heating of the rooms by radiation.
Le volume intérieur du four est connecté à un circuit d'aspiration comprenant une pompe à vide 5 pilotée par un circuit de régulation au moins partiellement logé dans The interior volume of the oven is connected to a suction circuit comprising a vacuum pump 5 controlled by a control circuit at least partially housed in
une armoire de commande 6.a control cabinet 6.
Cette armoire de commande 6 renferme, par ailleurs, les instruments électroniques usuels tels que des afficheurs This control cabinet 6 contains, moreover, the usual electronic instruments such as displays
ou des enregistreurs ainsi que le dispositif de program- or recorders and the programming device
mation et de régulation du chauffage. heating regulation.
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Par ailleurs, le volume intérieur de l'enceinte est raccordé à un système d'injection de gaz de traitement comprenant une ou plusieurs (ici, une source de propane et une source d'azote) sources de gaz Gl, G 2 reliées à des buses d'injection 7 qui traversent l'ensemble corps 1/moufle 3, par l'intermédiaire d'un circuit comportant successivement un débit-mètre 8 et des électrovannes (bloc 9) associées chacune à une ou plusieurs buses Furthermore, the interior volume of the enclosure is connected to a treatment gas injection system comprising one or more (here, a source of propane and a source of nitrogen) gas sources Gl, G 2 connected to injection nozzles 7 which pass through the whole body 1 / muffle 3, via a circuit successively comprising a flow meter 8 and solenoid valves (block 9) each associated with one or more nozzles
d'injection 7.injection 7.
Dans cet exemple, le four comprend six groupes de trois In this example, the oven includes six groups of three
buses (Bl à B 18) disposées verticalement les unes au-des- nozzles (B1-B18) arranged vertically one above the other
sus des autres, ces groupes étant décalés angulairement others, these groups being angularly shifted
de 600 les uns par rapport aux autres (figures 3 et 4). 600 to each other (Figures 3 and 4).
La figure 6 est une vue déroulée de la surface cylin- Figure 6 is an uncoiled view of the cylindrical surface
drique du moufle 3, dans laquelle on a indiqué les empla- the mittle 3, in which the locations
cements des buses d'injection Bl à B 18, tandis que la figure 5 montre un mode d'exécution d'un circuit injection nozzles Bl to B 18, while FIG. 5 shows a mode of execution of a circuit
d'injection comprenant neuf électrovannes El à E 9, à rai- injection valve comprising nine solenoid valves E1 to E9,
son d'une électrovanne pour deux buses d'injection appar- the sound of a solenoid valve for two injection nozzles
tenant chacune à deux groupes différents. each holding two different groups.
Le pilotage *de l'ouverture et de la fermeture de ces électrovannes est réalisé par un micro-ordinateur 11 convenablement programmé de manière à obtenir, au cours des phases d'enrichissement, un courant de gaz cémentant The control * of the opening and closing of these solenoid valves is performed by a microcomputer 11 suitably programmed so as to obtain, during the enrichment phases, a stream of cementing gas
pulsé en mouvement permanent.pulsed in permanent motion.
En effectuant une séquence d'ouverture/fermeture des By performing an opening / closing sequence of
électrovannes associées aux buses d'injection représen- solenoid valves associated with the injection nozzles
tées sur la figure 6 dans l'ordre suivant ( 1, 9, 17 2, , 18 3, 11, 13 4, 12, 14 15, 7, 5 16, 8, 6), on FIG. 6 in the following order (1, 9, 17 2,, 18 3, 11, 13 4, 12, 14, 15, 7, 5, 16, 8, 6).
obtient une hélice montante et descendante Avantageuse- gets a propeller up and down Advantage-
ment, chaque électrovanne pourra travailler pendant 2,77 centièmes de seconde pendant une boucle de durée de l'ordre de 0,5 seconde Le gaz cémentant pourra, quant à il - lui, avoir à la sortie des buses d'injection une vitesse Each solenoid valve can work for 2,77 hundredths of a second during a loop lasting about 0.5 seconds. The cementing gas can, for its part, have at the outlet of the injection nozzles a speed
de 1,48 m/s.1.48 m / s.
Par ailleurs, deux électrovannes supplémentaires El O et Ejl sont prévues à la sortie des deux sources Gl, G 2 de manière à envoyer dans le circuit d'injection, soit le Moreover, two additional solenoid valves El O and Ejl are provided at the output of the two sources Gl, G 2 so as to send into the injection circuit, either the
gaz cémentant (propane), soit le gaz neutre (azote) uti- cementing gas (propane), ie the neutral gas (nitrogen) used
lisé pour nettoyer les buses après chaque phase de cémen- to clean the nozzles after each phase of
tation. Comme précédemment mentionné, la figure 7 montre un mode d'implantation des buses d'injection dans un four dont on a simplement représenté schématiquement le moufle 12, de tation. As previously mentioned, FIG. 7 shows a mode of implantation of the injection nozzles in an oven of which the muffle 12 has merely been schematically represented.
forme parallélépipédique.parallelepipedic shape.
Dans cet exemple, les faces latérales droite et gauche FD, FG du moufle 12 sont traversées par trois batteries de cinq buses d'injection alignées horizontalement sur trois niveaux respectifs, chaque buse étant indiquée par In this example, the right and left side faces FD, FG of the muffle 12 are traversed by three batteries of five injection nozzles aligned horizontally on three respective levels, each nozzle being indicated by
un point.a point.
La face supérieure FS du moufle 12 est, quant à elle, traversée par trois batteries de cinq buses d'injection The upper face FS of the muffle 12 is, in turn, crossed by three batteries of five injection nozzles
axées parallèlement aux batteries des faces latérales. parallel to the batteries of the side faces.
Sur la figure 8, les buses de chacune de ces faces sont numérotées de + 1 à + 18 dans l'ordre de leur ouverture, au cours d'un cycle d'injection, étant entendu que l'électrovanne qui porte le même numéro sur chacune des trois faces du four, s'ouvre en même temps et que la séquence se déroule par ordre croissant des numéros La vitesse d'injection du gaz en sortie des buses peut être, In FIG. 8, the nozzles of each of these faces are numbered from + 1 to + 18 in the order of their opening, during an injection cycle, it being understood that the solenoid valve which bears the same number on each of the three faces of the oven, opens at the same time and that the sequence takes place in ascending order of the numbers The gas injection speed at the outlet of the nozzles can be,
ici, de l'ordre de 4,71 m/s.here, of the order of 4.71 m / s.
Grâce à cette disposition, on obtient à l'intérieur du moufle une hélice de gaz horizontale à chaque cycle With this arrangement, one obtains inside the muffle a horizontal gas helix at each cycle.
d'ouverture/fermeture des électrovannes. opening / closing solenoid valves.
12 - A titre d'exemple, dans un four cloche du type de celui 12 - For example, in a bell oven of the type of that
décrit sur la figure 2, le traitement sur un rond de dia- described in Figure 2, the treatment on a circle of dia-
mètre 40 mm, d'épaisseur 12 mm, un acier de type 16 MC 5, peut s'effectuer dans les conditions suivantes température sur pièce = 960 'C, débit de propane = 5 1/mn, temps total d'injection de propane = 423 s, meter 40 mm, thickness 12 mm, steel type MC MC 5, can be carried out under the following conditions temperature on part = 960 'C, propane flow rate = 5 1 / min, total propane injection time = 423 s,
pression = 3,7 mbar.pressure = 3.7 mbar.
Les résultats suivants ont été obtenus: The following results were obtained:
profondeur conventionnelle cémentée = 5/10 eme de milli- cemented conventional depth = 5 / 10th of a milli-
mètre, dureté superficielle (HV 0,1) = 690 à 724 HV, % carbone superficiel = 0,75 %, flux carbone (mg/h/cm 2) = 15, meter, surface hardness (HV 0.1) = 690 to 724 HV,% superficial carbon = 0.75%, carbon flux (mg / h / cm 2) = 15,
grosseur de grain = 7-8.grain size = 7-8.
13 -13 -
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