JPH10298735A - 潜在的に高炭素濃度の活性ガス体中における鉄系金属部品の熱処理方法 - Google Patents
潜在的に高炭素濃度の活性ガス体中における鉄系金属部品の熱処理方法Info
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- JPH10298735A JPH10298735A JP10025196A JP2519698A JPH10298735A JP H10298735 A JPH10298735 A JP H10298735A JP 10025196 A JP10025196 A JP 10025196A JP 2519698 A JP2519698 A JP 2519698A JP H10298735 A JPH10298735 A JP H10298735A
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
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- C21D1/763—Adjusting the composition of the atmosphere using a catalyst
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
- C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 浸炭及び浸炭窒化等の、潜在的に高炭素濃度
の活性ガス体中で鉄系金属部品を熱処理するための方法
において、アルコール、特にメタノール、を熱解離させ
て潜在的に高炭素濃度のガス体を作る場合に、実際に得
られた水素と一酸化炭素の量は使用したアルコールの原
子組成により定まる一定比率であるため、あるタイプの
処理には不適当である。またアルコール、特にメタノー
ル、を原料として用いることには高コストと安全性とい
う固有の問題がある。 【解決手段】 潜在的に高炭素濃度の活性ガス体中にお
ける鉄系金属部品の熱処理方法であって、可燃性炭化水
素と21容積%以上の酸素を含む酸化体との間の触媒反
応により浸炭及び/又は還元する化学種を60容積%以
上含むガス体を得ることを特徴とする方法。前記酸化体
が21〜35容積%の酸素を含むことが好ましい。
の活性ガス体中で鉄系金属部品を熱処理するための方法
において、アルコール、特にメタノール、を熱解離させ
て潜在的に高炭素濃度のガス体を作る場合に、実際に得
られた水素と一酸化炭素の量は使用したアルコールの原
子組成により定まる一定比率であるため、あるタイプの
処理には不適当である。またアルコール、特にメタノー
ル、を原料として用いることには高コストと安全性とい
う固有の問題がある。 【解決手段】 潜在的に高炭素濃度の活性ガス体中にお
ける鉄系金属部品の熱処理方法であって、可燃性炭化水
素と21容積%以上の酸素を含む酸化体との間の触媒反
応により浸炭及び/又は還元する化学種を60容積%以
上含むガス体を得ることを特徴とする方法。前記酸化体
が21〜35容積%の酸素を含むことが好ましい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄系金属部品の
炭素含量を増加させることを可能にする、潜在的に高炭
素濃度の活性ガス体中でその鉄系金属部品を熱処理する
ための方法に関する。このタイプの処理には浸炭及び浸
炭窒化が含まれる。
炭素含量を増加させることを可能にする、潜在的に高炭
素濃度の活性ガス体中でその鉄系金属部品を熱処理する
ための方法に関する。このタイプの処理には浸炭及び浸
炭窒化が含まれる。
【0002】
【従来の技術】アルコール、特にメタノール、を熱解離
させて潜在的に高炭素濃度のガス体を作る方法は既に知
られている。この熱解離は水素のような還元化学種の生
成及び一酸化炭素のような還元すると同時に浸炭する化
学種の生成をもたらす。これらの化学種のある一定の濃
度が必要とされる場合にはこれらを最終的に低温貯蔵タ
ンクからの窒素で薄めることもできる。しかし高濃度の
炭素を含む熱処理用ガス体を製造するこの公知の方法に
は欠点がある。一方実際に得られた水素と一酸化炭素の
各量は使用するアルコールの原子組成により定まる一定
比率であるため、あるタイプの処理には不適当である。
またアルコール、特にメタノール、を原料として用いる
ことには高コストと安全性という固有の問題がある。
させて潜在的に高炭素濃度のガス体を作る方法は既に知
られている。この熱解離は水素のような還元化学種の生
成及び一酸化炭素のような還元すると同時に浸炭する化
学種の生成をもたらす。これらの化学種のある一定の濃
度が必要とされる場合にはこれらを最終的に低温貯蔵タ
ンクからの窒素で薄めることもできる。しかし高濃度の
炭素を含む熱処理用ガス体を製造するこの公知の方法に
は欠点がある。一方実際に得られた水素と一酸化炭素の
各量は使用するアルコールの原子組成により定まる一定
比率であるため、あるタイプの処理には不適当である。
またアルコール、特にメタノール、を原料として用いる
ことには高コストと安全性という固有の問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の欠点を解決する
ために、この発明の目的は潜在的に高炭素濃度の活性ガ
ス体中で鉄系金属部品を熱処理するための方法であっ
て、可燃性炭化水素と21容積%以上の酸素を含む酸化
体との間の触媒反応により浸炭及び/又は還元する化学
種を60容積%以上含むガス体を得ることを特徴とする
方法を提供することにある。
ために、この発明の目的は潜在的に高炭素濃度の活性ガ
ス体中で鉄系金属部品を熱処理するための方法であっ
て、可燃性炭化水素と21容積%以上の酸素を含む酸化
体との間の触媒反応により浸炭及び/又は還元する化学
種を60容積%以上含むガス体を得ることを特徴とする
方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明の処理用ガス体
を生成するために用いる原料は適度なコストで入手可能
でありかつ安全性上特に害がない。実際特に天然ガス又
はメタンを可燃剤として用いることもできる。更に燃料
と酸化体、特に酸化体に含まれる酸素、の比率を適当に
合わせることにより、多様な要求に用いることができる
ような広範囲の処理用ガス体組成を得ることができる。
特に酸化体の酸素濃度を100%に上げこれに応じて特
に窒素である不活性物質の含量を下げることにより、そ
の処理用ガス体中の水素及び一酸化炭素のような浸炭剤
及び/又は還元剤を100%で得ることができる。更に
不活性物質の濃度を下げると、燃焼反応中に高い温度に
達することができる。このことは水及び二酸化炭素のよ
うな完全に酸化されて望ましくない物質に対して、水素
及び一酸化炭素のような望ましい物質の生成を促進する
という追加の利点を提供する。
を生成するために用いる原料は適度なコストで入手可能
でありかつ安全性上特に害がない。実際特に天然ガス又
はメタンを可燃剤として用いることもできる。更に燃料
と酸化体、特に酸化体に含まれる酸素、の比率を適当に
合わせることにより、多様な要求に用いることができる
ような広範囲の処理用ガス体組成を得ることができる。
特に酸化体の酸素濃度を100%に上げこれに応じて特
に窒素である不活性物質の含量を下げることにより、そ
の処理用ガス体中の水素及び一酸化炭素のような浸炭剤
及び/又は還元剤を100%で得ることができる。更に
不活性物質の濃度を下げると、燃焼反応中に高い温度に
達することができる。このことは水及び二酸化炭素のよ
うな完全に酸化されて望ましくない物質に対して、水素
及び一酸化炭素のような望ましい物質の生成を促進する
という追加の利点を提供する。
【0005】この触媒燃焼反応を、熱処理を行うチャン
バとは別の反応容器で行うか又は熱処理と同じ反応容器
で行うかを区別しないで行うことができる。この酸化体
中の酸素濃度は21〜35容積%であることが好まし
い。例えばこの酸化体を、透過及び吸着手段で空気分離
をおこなう工場現場からの還流物から得てもよいし、そ
の加圧又は低温貯蔵庫からの酸素と天然空気を混合して
得てもよいし、その加圧又は低温貯蔵庫からの酸素と窒
素を混合して得てもよい。この反応を400〜1100
℃、より好ましくは750〜1050℃、で行うのが好
ましい。
バとは別の反応容器で行うか又は熱処理と同じ反応容器
で行うかを区別しないで行うことができる。この酸化体
中の酸素濃度は21〜35容積%であることが好まし
い。例えばこの酸化体を、透過及び吸着手段で空気分離
をおこなう工場現場からの還流物から得てもよいし、そ
の加圧又は低温貯蔵庫からの酸素と天然空気を混合して
得てもよいし、その加圧又は低温貯蔵庫からの酸素と窒
素を混合して得てもよい。この反応を400〜1100
℃、より好ましくは750〜1050℃、で行うのが好
ましい。
【0006】この燃焼反応用の触媒としてこのタイプの
反応のためにこの分野で知られているすべてのタイプの
触媒を用いることができる。例えば、耐熱性支持体で支
持された、酸化ニッケル又は白金、オスミウム、パラジ
ウム及びルテニウムのような貴金属若しくはその酸化物
に基づく触媒を用いてもよい。この耐熱性支持体はセラ
ミックタイプであってもよいが、アルミナ、シリカ、酸
化ジルコニウム、酸化チタン又は酸化マグネシウムに基
づくのが好ましい。上記の発明を更に下記の実施例で詳
細に記載するが、発明をこれらに限定するものではな
い。
反応のためにこの分野で知られているすべてのタイプの
触媒を用いることができる。例えば、耐熱性支持体で支
持された、酸化ニッケル又は白金、オスミウム、パラジ
ウム及びルテニウムのような貴金属若しくはその酸化物
に基づく触媒を用いてもよい。この耐熱性支持体はセラ
ミックタイプであってもよいが、アルミナ、シリカ、酸
化ジルコニウム、酸化チタン又は酸化マグネシウムに基
づくのが好ましい。上記の発明を更に下記の実施例で詳
細に記載するが、発明をこれらに限定するものではな
い。
【0007】
【実施例】実施例1 −浸炭 燃焼反応容器を浸炭熱処理が行われるピットオーブンの
外に置く。この反応容器にはアルミナの支持体を覆う触
媒として1%の白金から成る触媒系を用いる。加圧容器
からの酸化体であって酸素を33容積%含む酸化体と天
然ガスとの混合物をこの反応容器に送り込む。この酸化
体/天然ガスの比率は1.5である。この反応を930
℃で行い、還元剤(水素と一酸化炭素)を73%、浸炭
化学種(一酸化炭素)を24.5%及び二酸化炭素を
0.16%含み露点が−3℃であるガス体を生成させ
る。
外に置く。この反応容器にはアルミナの支持体を覆う触
媒として1%の白金から成る触媒系を用いる。加圧容器
からの酸化体であって酸素を33容積%含む酸化体と天
然ガスとの混合物をこの反応容器に送り込む。この酸化
体/天然ガスの比率は1.5である。この反応を930
℃で行い、還元剤(水素と一酸化炭素)を73%、浸炭
化学種(一酸化炭素)を24.5%及び二酸化炭素を
0.16%含み露点が−3℃であるガス体を生成させ
る。
【0008】このガス体を、装填された鋼鉄の浸炭を効
果的に行うために920℃に保たれたピットオーブンに
注入する。この方法により得られた潜在的炭素含量は1
%であった。もし必要であれば、浸炭処理の間に天然ガ
ス又は空気をそれぞれ直接そのオーブンに注入すること
により、この潜在的炭素含量を増減することができる。
装填された鋼鉄(16MnCr5)に0.5〜0.6m
mの有効深度(硬度525HV)の浸炭を行うのに要す
る時間は約1 時間30分である。また装填された鋼鉄
(18NiCrMo5)に1mmの有効深度の浸炭を行
うのに要する時間は約3時間である。また装填された鋼
鉄(20MnCr5)に1.4mmの有効深度の浸炭を
行うのに要する時間は約4時間15分である。
果的に行うために920℃に保たれたピットオーブンに
注入する。この方法により得られた潜在的炭素含量は1
%であった。もし必要であれば、浸炭処理の間に天然ガ
ス又は空気をそれぞれ直接そのオーブンに注入すること
により、この潜在的炭素含量を増減することができる。
装填された鋼鉄(16MnCr5)に0.5〜0.6m
mの有効深度(硬度525HV)の浸炭を行うのに要す
る時間は約1 時間30分である。また装填された鋼鉄
(18NiCrMo5)に1mmの有効深度の浸炭を行
うのに要する時間は約3時間である。また装填された鋼
鉄(20MnCr5)に1.4mmの有効深度の浸炭を
行うのに要する時間は約4時間15分である。
【0009】実施例2−浸炭窒化 燃焼反応容器を浸炭窒化による熱処理が行われるチャン
バオーブンの外に置く。この反応容器で実施例1 と同様
の触媒系を用いる。酸素を31容積%含む酸化体と天然
ガスとの混合物をこの反応容器に送り込む。工場の圧縮
空気を低温貯蔵庫からの酸素で富化してこの酸化体を得
る。この酸化体/天然ガスの比率は1.6である。この
反応を930℃で行い、還元剤(水素と一酸化炭素)を
70%、浸炭化学種(一酸化炭素)を23.5%及び二
酸化炭素を0.15%含み露点が−4℃であるガス体を
生成させる。
バオーブンの外に置く。この反応容器で実施例1 と同様
の触媒系を用いる。酸素を31容積%含む酸化体と天然
ガスとの混合物をこの反応容器に送り込む。工場の圧縮
空気を低温貯蔵庫からの酸素で富化してこの酸化体を得
る。この酸化体/天然ガスの比率は1.6である。この
反応を930℃で行い、還元剤(水素と一酸化炭素)を
70%、浸炭化学種(一酸化炭素)を23.5%及び二
酸化炭素を0.15%含み露点が−4℃であるガス体を
生成させる。
【0010】第一段階において、装填された鋼鉄を浸炭
するために、このガス体を860℃に設定されたチャン
バオーブンに注入する。この方法により得られた潜在的
炭素含量は0.9%であった。もし必要であれば、浸炭
処理の間に天然ガス又は空気をそれぞれ直接そのオーブ
ンに注入することにより、この潜在的炭素含量を増減す
ることができる。続いて、潜在的な窒化量を制御するた
めに種々の解離の程度のアンモニアをこの分野で公知の
方法でそのオーブンに注入することにより窒化を行う。
装填されたC10鋼鉄に0.2mmの有効深度(硬度5
25HV)の浸炭窒化を行うのに要する時間は約1 時間
である。また装填されたC10鋼鉄に0.5mmの有効
深度の浸炭窒化を行うのに要する時間は約2時間であ
る。この発明の趣旨を考慮すれば発明の具体化の詳細を
この発明の範囲内で上記の範囲から広範囲に変更するこ
とができることは言うまでもない。
するために、このガス体を860℃に設定されたチャン
バオーブンに注入する。この方法により得られた潜在的
炭素含量は0.9%であった。もし必要であれば、浸炭
処理の間に天然ガス又は空気をそれぞれ直接そのオーブ
ンに注入することにより、この潜在的炭素含量を増減す
ることができる。続いて、潜在的な窒化量を制御するた
めに種々の解離の程度のアンモニアをこの分野で公知の
方法でそのオーブンに注入することにより窒化を行う。
装填されたC10鋼鉄に0.2mmの有効深度(硬度5
25HV)の浸炭窒化を行うのに要する時間は約1 時間
である。また装填されたC10鋼鉄に0.5mmの有効
深度の浸炭窒化を行うのに要する時間は約2時間であ
る。この発明の趣旨を考慮すれば発明の具体化の詳細を
この発明の範囲内で上記の範囲から広範囲に変更するこ
とができることは言うまでもない。
Claims (18)
- 【請求項1】 潜在的に高炭素濃度の活性ガス体中にお
ける鉄系金属部品の熱処理方法であって、可燃性炭化水
素と21容積%以上の酸素を含む酸化体との間の触媒反
応により浸炭及び/又は還元する化学種を60容積%以
上含むガス体を得ることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記酸化体が21〜35容積%の酸素を
含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記酸化体を透過及び吸着により空気分
離を行う工場現場からの還流物から得る請求項1に記載
の方法。 - 【請求項4】 前記酸化体をその加圧又は低温貯蔵タン
クからの酸素と天然空気を混合して得る請求項1に記載
の方法。 - 【請求項5】 前記酸化体をその加圧又は低温貯蔵タン
クからの酸素と窒素を混合して得る請求項1に記載の方
法。 - 【請求項6】 前記可燃性炭化水素が天然ガス又はメタ
ンである請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記反応を400〜1100℃で行う請
求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 前記反応を耐熱性支持体を覆う触媒の存
在下で行う請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 前記触媒が白金、オスミウム、パラジウ
ム、ルテニウム及びそれらの酸化物並びに酸化ニッケル
から成る群から選択される請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記耐熱性支持体が、アルミナ、シリ
カ、酸化ジルコニウム、酸化チタン及び酸化マグネシウ
ムから成る群から選択されるセラミックタイプである請
求項8に記載の方法。 - 【請求項11】 前記酸化体を透過及び吸着により空気
分離を行う工場現場からの還流物から得る請求項2に記
載の方法。 - 【請求項12】 前記酸化体をその加圧又は低温貯蔵タ
ンクからの酸素と天然空気を混合して得る請求項2に記
載の方法。 - 【請求項13】 前記酸化体をその加圧又は低温貯蔵タ
ンクからの酸素と窒素を混合して得る請求項2に記載の
方法。 - 【請求項14】 前記可燃性炭化水素が天然ガス又はメ
タンである請求項2に記載の方法。 - 【請求項15】 前記反応を400〜1100℃で行う
請求項2に記載の方法。 - 【請求項16】 前記反応を耐熱性支持体を覆う触媒の
存在下で行う請求項2に記載の方法。 - 【請求項17】 前記触媒が白金、オスミウム、パラジ
ウム、ルテニウム及びそれらの酸化物並びに酸化ニッケ
ルから成る群から選択される請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 前記耐熱性支持体が、アルミナ、シリ
カ、酸化ジルコニウム、酸化チタン及び酸化マグネシウ
ムから成る群から選択されるセラミックタイプである請
求項16に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT97TO000065A IT1291479B1 (it) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | Procedimento di trattamento termico di pezzi metallici a base ferrosa in un'atmosfera attiva ad elevato potenziale di carbonio. |
IT97A000065 | 1997-01-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10298735A true JPH10298735A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=11415278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10025196A Pending JPH10298735A (ja) | 1997-01-29 | 1998-01-23 | 潜在的に高炭素濃度の活性ガス体中における鉄系金属部品の熱処理方法 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0856587A1 (ja) |
JP (1) | JPH10298735A (ja) |
KR (1) | KR19980070837A (ja) |
CN (1) | CN1197036A (ja) |
BR (1) | BR9800455A (ja) |
CA (1) | CA2228074A1 (ja) |
ID (1) | ID19683A (ja) |
IT (1) | IT1291479B1 (ja) |
PL (1) | PL324543A1 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3620518A (en) * | 1967-03-23 | 1971-11-16 | Degussa | Process and device for the treatment of surfaces of workpieces in an annealing furnace |
GB1598826A (en) * | 1977-03-11 | 1981-09-23 | Boc Ltd | Heat treatment of metals |
DE3630833A1 (de) * | 1986-09-10 | 1988-03-17 | Linde Ag | Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung metallischer werkstuecke |
US5364476A (en) * | 1993-11-08 | 1994-11-15 | Surface Combustion, Inc. | Industrial variable carbon potential gas generator |
US5441581A (en) * | 1994-06-06 | 1995-08-15 | Praxair Technology, Inc. | Process and apparatus for producing heat treatment atmospheres |
DE19545764C2 (de) * | 1995-12-07 | 2000-02-17 | Linde Ag | Verfahren zur Schutzgaserzeugung für einen Wärmebehandlungsofen und Wärmebehandlungsanlage |
-
1997
- 1997-01-29 IT IT97TO000065A patent/IT1291479B1/it active IP Right Grant
-
1998
- 1998-01-21 EP EP98100929A patent/EP0856587A1/en not_active Withdrawn
- 1998-01-22 ID IDP980078A patent/ID19683A/id unknown
- 1998-01-23 JP JP10025196A patent/JPH10298735A/ja active Pending
- 1998-01-26 KR KR1019980002279A patent/KR19980070837A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-01-26 BR BR9800455A patent/BR9800455A/pt not_active Application Discontinuation
- 1998-01-27 CN CN98105957A patent/CN1197036A/zh active Pending
- 1998-01-28 PL PL98324543A patent/PL324543A1/xx unknown
- 1998-01-28 CA CA002228074A patent/CA2228074A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0856587A1 (en) | 1998-08-05 |
KR19980070837A (ko) | 1998-10-26 |
ITTO970065A1 (it) | 1998-07-29 |
ID19683A (id) | 1998-07-30 |
IT1291479B1 (it) | 1999-01-11 |
BR9800455A (pt) | 1999-06-29 |
CA2228074A1 (en) | 1998-07-29 |
CN1197036A (zh) | 1998-10-28 |
PL324543A1 (en) | 1998-08-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010911 |