NO832394L

NO832394L - METHOD AND APPARATUS FOR SET-HEARING AND WASHING-NEUTRAL GLOWING OF METALLIC WORKPIECES

Info

Publication number: NO832394L
Application number: NO832394A
Authority: NO
Inventors: Wolfgang Danzer
Original assignee: Linde Ag
Priority date: 1982-07-01
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1984-01-02
Also published as: AT381957B; ZA834792B; BR8300903A; ATA293882A; DE3224607A1

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og et apparat for settherding og oppkullingsnøytral gløding av metalliske arbeidsstykker som, i en ovn og ved høye temperaturer, utsettes for innvirkning av en gassblanding som er dannet av en alkohol og ytterligere komponenter og inneholder nitrogen og carbon. The invention relates to a method and an apparatus for set hardening and carburization-neutral annealing of metallic workpieces which, in a furnace and at high temperatures, are exposed to the influence of a gas mixture which is formed from an alcohol and additional components and contains nitrogen and carbon.

Ved kjente fremgangsmåter av denne type anvendes en beskyttende gassatmosfære hvis hovedsakelige komponenter ut-gjøres f.eks, av methanol og nitrogen. Dersom et visst carboninnhold skal oppnås i overflaten av metallene som skal behandles, og hhv. eller en viss carbonfordeling skal oppnås i metallene som skal behandles, er det nødvendig å styre gassatmosf ærens carbonpotensial. For dette formål blir gassatmosf ærens sammensetning bestemt f.eks. ved duggpunkts-, infrarødt- eller oxygenmåling og styrt ved tilførsel av et hydrocarbon, som methan eller propan (såkalt oppfetting av gassatmosfæren). In known methods of this type, a protective gas atmosphere is used whose main components are, for example, methanol and nitrogen. If a certain carbon content is to be achieved in the surface of the metals to be treated, and respectively or a certain carbon distribution is to be achieved in the metals to be treated, it is necessary to control the carbon potential of the gas atmosphere. For this purpose, the composition of the gas atmosphere is determined, e.g. by dew point, infrared or oxygen measurement and controlled by supplying a hydrocarbon, such as methane or propane (so-called fattening of the gas atmosphere).

De kjente fremgangsmåter er imidlertid beheftet med den ulempe at gassatmosfærens carboninnhold bare kan forandres innfor visse grenser, dvs. mellom 0,8 og 1,3%. Disse meget snevre arbeidsgrenser er på den ene side bestemt av opp-kullingshastigheten som er for lav for et carboninnhold på under 0,8%, og på den annen side av den risiko for sotdannelse som foreligger når carboninnholdet er over 1,3%. However, the known methods are affected by the disadvantage that the carbon content of the gas atmosphere can only be changed within certain limits, i.e. between 0.8 and 1.3%. These very narrow working limits are determined on the one hand by the carburization rate, which is too low for a carbon content of less than 0.8%, and on the other hand by the risk of soot formation that exists when the carbon content is above 1.3%.

Det tas derfor ved oppfinnelsen sikte på å tilveie-bringe en fremgangsmåte av den ovennevnte type som gjør det mulig å foreta en hurtig settherding av metalliske arbeidsstykker uten sotdannelse. The invention therefore aims to provide a method of the above-mentioned type which makes it possible to carry out rapid set hardening of metallic workpieces without soot formation.

Denne oppgave løses ved den foreliggende fremgangs-This task is solved by the present progress-

måte som er særpreget ved at utelukkende ethanol tilføres ovnen som carbonholdig komponent og at vann tilblandes ethanolen hvorved gassblandingens carbonpotensial reguleres ved hjelp av mengdeforholdet mellom ethanol og vann. method which is characterized by the fact that only ethanol is supplied to the furnace as a carbon-containing component and that water is mixed with the ethanol, whereby the carbon potential of the gas mixture is regulated using the quantity ratio between ethanol and water.

Ved den foreliggende fremgangsmåte blir ethanol til-ført gassatmosfæren som den eneste carbonholdige komponent. Tilblanding av en ytterligere carbonholdig komponent (oppfetting) for å regulere carbonpotensialet faller dermed bort. For å regulere gassatmosfæren, dvs. for å innstille denne på et visst carbonpotensial, bl^,r dessuten doserte mengder av vann tilblandet ethanolen.. Ved den foreliggende fremgangsmåte blir overraskende en gassatmosfære med et carbonpotensial dannet som ligger betydelig over carbonpotensialet for på vanlig måte fremstilte gassatmosfærer. In the present method, ethanol is added to the gas atmosphere as the only carbon-containing component. The addition of a further carbon-containing component (greasing) to regulate the carbon potential is therefore omitted. In order to regulate the gas atmosphere, i.e. to set it to a certain carbon potential, dosed amounts of water are also mixed with the ethanol. In the present method, surprisingly, a gas atmosphere with a carbon potential is formed that is significantly above the carbon potential for the usual way manufactured gas atmospheres.

Det er blitt fastslått at den foreliggende fremgangsmåteIt has been established that the present method

gjør det mulig å oppnå en hurtig settherding uten sotdannelse. Dette er fremfor alt tilfellet når ifølge en fordelaktig utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte ethanol til-føres ovnen i en slik mengde, spesielt i en tidsmessig konstant mengde, at uten tilblanding av vann et carbonpotensial innstiller seg som fører til dannelse av sot, og at vann innblandes i ethanolen i en mengde som fører til et carbonpotensial som gjør at dannelse av sot i ovnen unngås. makes it possible to achieve rapid set hardening without soot formation. This is above all the case when, according to an advantageous embodiment of the present method, ethanol is added to the furnace in such an amount, especially in a temporally constant amount, that without the addition of water a carbon potential sets in which leads to the formation of soot, and that water is mixed into the ethanol in an amount which leads to a carbon potential which means that the formation of soot in the oven is avoided.

I motsetning til vanlige fremgangsmåter hvor en gass-atmosfæres carbonpotensial økes ved innblanding av et hydrocarbon, som propan, oppnås det følgende ved"den foreliggende fremgangsmåte: carbonpotensialet for gassatmosfæren som er dannet av ethanol og f.eks. en inertgass og som ligger over den såkalte "sotgrense", blir på grunn av innblandingen av vann senket til under et nivå ved hvilket sot dannes (såkalt avfetting av gassatmosfæren). Det er overraskende at den foreliggende fremgangsmåte gjør det mulig, som angitt ovenfor, å oppnå en gassatmosfære med et carbonpotensial som ligger betydelig høyere enn carbonpotensialet for på vanlig måte fremstilte gassatmosfærer. Ved hjelp av denne fremgangsmåte kan arbeidsstykker, f.eks. med et carbonnivå som ligger mellom 2 og 3% carboninnhold, behandles uten at ovnen blir tilsotet. Grunnen til dette turde være at ved den foreliggende regulering av gassatmosfæren ved tilførsel av vann påvirkes såvel oppkullingsprosessens termodynamikk som kinetikk gunstig sammenlignet med den vanlige regulering ved tilførsel av hydrocarboner, hvorved carbonet i en gassatmosf ære som anvendes ifølge oppfinnelsen, blir tilbudt i doserte mengder og på et sterkt tilgjengelig trinn. In contrast to usual methods where the carbon potential of a gas atmosphere is increased by mixing in a hydrocarbon, such as propane, the following is achieved with the present method: the carbon potential of the gas atmosphere which is formed by ethanol and, for example, an inert gas and which lies above it so-called "soot limit", due to the mixing of water, is lowered below a level at which soot is formed (so-called degreasing of the gas atmosphere). It is surprising that the present method makes it possible, as indicated above, to obtain a gas atmosphere with a carbon potential which is significantly higher than the carbon potential of normally produced gas atmospheres. Using this method, workpieces, for example with a carbon level of between 2 and 3% carbon content, can be processed without the furnace becoming sooty. The reason for this would be that with the present regulation of the gas atmosphere by supplying water, both the thermodynamics and kinetics of the coaling process are affected k favorably compared to the usual regulation for the supply of hydrocarbons, whereby the carbon in a gas atmosphere used according to the invention is offered in dosed quantities and at a highly available step.

Innenfor det samme tidsrom kan derfor mer materiale bli'settherdet ved anvendelse av den foreliggende fremgangs måte enn ved.anvendel.se av kjente fremgangsmåter. Foruten påskyndelsen av oppkullingsprosessen byr den foreliggende fremgangsmåte-på ytterligere fordeler, som følger: Ved kjente fremgangsmåter er petrokjemiske produkter blitt anvendt, Varmebehandlingsbedrifter i land som ikke eller bare i liten grad disponerer over jordolje- hhv. jord-gasskilder, er derfor avhengig av import. Ifølge oppfinnelsen blir utelukkende ethanol anvendt som oppkullingsmiddel. Denne alkohol kan imidlertid fremstilles ved gjæringsned-brytning av kullhydrater. Den foreliggende fremgangsmåte er derfor spesielt interessant for varmebehandlingsbedrifter i land som på den ene side er avhengig av import av jordolje hhv. jordgass, men som på den annen side kan produsere store mengder av biomasse. Within the same time period, more material can therefore be set hardened using the present method than using known methods. In addition to speeding up the coaling process, the present method offers further advantages, as follows: In known methods, petrochemical products have been used, Heat treatment companies in countries that do not or only to a small extent dispose of crude oil - or soil-gas sources, are therefore dependent on imports. According to the invention, exclusively ethanol is used as a carbonizing agent. However, this alcohol can be produced by fermentation decomposition of carbohydrates. The present method is therefore particularly interesting for heat treatment companies in countries which, on the one hand, depend on the import of petroleum or natural gas, but which, on the other hand, can produce large amounts of biomass.

Ifølge en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen blir gassblandingens vanninnhold og/eller oxygenpotensial fastslått som mål for carbonpotensialet. Vannmengden som skal blandes med ethanolen og som er nødvendig for å oppnå et ønsket carbonpotensial, blir da bestemt ved å sammen-*-ligne måleverdiene med på forhånd gitte skålverdier og blandet med ethanolen. According to a preferred embodiment of the invention, the water content and/or oxygen potential of the gas mixture is determined as a measure of the carbon potential. The amount of water to be mixed with the ethanol and which is necessary to achieve a desired carbon potential is then determined by comparing the measured values with pre-given cup values and mixed with the ethanol.

Ved denne utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte er det mulig kontinuerlig å regulere gassatmosfærens sammensetning. Måleverdiene som f.eks. er blitt fastslått ved hjelp av et analyseapparat i ovnsavgassen, sammenlignes med på forhånd gitte skålverdier. Eventuelle avvik blir korrigert automatisk eller for hånd ved å regulere den til-førte vannmengde slik at en tilnærming av måleverdien til In this embodiment of the present method, it is possible to continuously regulate the composition of the gas atmosphere. The measured values such as has been determined with the help of an analysis device in the furnace exhaust gas, is compared with previously given cup values. Any deviations are corrected automatically or manually by regulating the amount of water supplied so that an approximation of the measured value to

•skalverdien fås.•the target value is obtained.

Ifølge et ytterligere særtrekk ved den foreliggende opp-finnelse blir foruten ethanol og vann en inertgass tilført ovnen. Som inertgass kan enhver gass komme på tale som hverken reagerer med arbeidsstykkene eller med komponenter i gassatmosfæren. En rimelig og på spesielt enkel'måte tilgjengelig inertgass er nitrogen. According to a further distinctive feature of the present invention, in addition to ethanol and water, an inert gas is supplied to the oven. Inert gas can be any gas that neither reacts with the workpieces nor with components in the gas atmosphere. An inexpensive and particularly easily available inert gas is nitrogen.

For et spesielt enkelt apparat for utførelse av den foreliggende fremgangsmåte er det fordelaktig når en til-førselsledning som er koblet til et inertgassforråd, munner ut i det innvendige rora for en ovn for settherding eller oppkullingsnøytral gløding av metalliske arbeidsstykker, For a particularly simple apparatus for carrying out the present method, it is advantageous when a supply line which is connected to an inert gas supply opens into the inner tube of a furnace for set hardening or decarburization neutral annealing of metallic workpieces,

I tilførselsledningen munner en ledning for tilførsel av ethanol ut, idet en tilblandingsinnretning for vann er bygget inn i denne ledning og gjør at den vannmengde som skal innføres i denne ledning, kan reguleres, og dessuten er en analysator for bestemmelse av gassatmosfærens sammensetning tilkoblet til ovnens innvendige rom. In the supply line, a line for the supply of ethanol opens, as a mixing device for water is built into this line and means that the amount of water to be introduced into this line can be regulated, and in addition, an analyzer for determining the composition of the gas atmosphere is connected to the furnace's interior rooms.

Komponentene som danner gassatmosfæren, blir ifølge denne utførelsesform blandet med hverandre umiddelbart før de innføres i ovnen. I ethanolen som strømmer i konstante mengder, blir da vannet blandet inn i en mengde som er blitt fastslått på grunnlag av det måleresultat som analysatoren gir. According to this embodiment, the components that form the gas atmosphere are mixed with each other immediately before they are introduced into the furnace. In the ethanol that flows in constant quantities, the water is then mixed into a quantity that has been determined on the basis of the measurement result that the analyzer gives.

Det er imidlertid blitt fastslått at gassatmosfærene som er dannet av ethanoi, vann og nitrogen, gir et meget stabilt, jevnt carbonnivå som ikke lenger vil fjerne seg fra den verdi som nu engang er blitt innstilt og som knapt blir påvirket av fremmed påvirkning, som åpning av ovnsdører og innføring av en charge i ovnen. I dette tilfelle er det unødvendig å anvende en automatisk arbeidende styreenhet. Den foreliggende fremgangsmåte er derimot egnet for en styrt prosess. Carbonpotensialet kan da kontrolleres direkte på ovnen via en egnet måleinnretning, f.eks. en oxygensonde. Om nødvendig kan den vannmengde som skal tilføres, forandres manuelt. Under produksjonsbetingelser har det imidlertid vist seg at en efterregulering ikke var nødvendig selv over et tidsrom av flere uker. However, it has been established that the gas atmospheres formed by ethane, water and nitrogen provide a very stable, uniform carbon level which will no longer move away from the value that has now even been set and which is hardly affected by extraneous influences, such as opening of oven doors and introduction of a charge into the oven. In this case, it is unnecessary to use an automatically operating control unit. The present method, on the other hand, is suitable for a controlled process. The carbon potential can then be checked directly on the stove via a suitable measuring device, e.g. an oxygen probe. If necessary, the amount of water to be added can be changed manually. Under production conditions, however, it has been shown that post-regulation was not necessary even over a period of several weeks.

Det kan derfor konkluderes med at ved den foreliggende fremgangsmåte oppnås en betraktelig forkortelse av varmebe-handlingstiden sammenlignet med vanlige fremgangsmåter. Reaksjonsgassen som er dannet av ethanol, er en stabil gass, dvs. en gass med et høyt innhold av hydrocarbonradikaler og som selv ved et høyt carbonnivå ikke oppviser tilbøyelighet til sotdannelse. På grunn av de kortere takttider ligger omkostningene for settherdingen og den oppkullingsnøytrale gløding av arbeidsstykker betraktelig under omkostningene som er forbundet med fremstilling av<g>assatmosfæren 1 en gassgenerator. It can therefore be concluded that with the present method a considerable shortening of the heat treatment time is achieved compared to conventional methods. The reaction gas formed from ethanol is a stable gas, i.e. a gas with a high content of hydrocarbon radicals and which, even at a high carbon level, does not show a tendency to soot formation. Due to the shorter cycle times, the costs for the set hardening and the carburization-neutral annealing of workpieces are considerably below the costs associated with the production of the<g>assa atmosphere 1 a gas generator.

Den foreliggende fremgangsmåte er dessuten meget flek-sibel. Ved å redusere den til ovnen tilførte alkohol- hhv. nitrogenmengde kan den angjeldende ovnschargering individuelt påvirkes. Derved blir omkostningene ytterligere redusert. The present method is also very flexible. By reducing the amount of alcohol added to the oven, resp. quantity of nitrogen, the relevant furnace charging can be individually affected. Thereby, the costs are further reduced.

Dersom chargeringen ved fremstilling av gassatmosfærenIf the charging during the production of the gas atmosphere

i en generator er avhengig av en forstyrrelsesfri drift av generatoren, kan den foreliggende fremgangsmåte utføres uten ytterligere elektriske installasjoner. Innmatningen av komponentene finner sted f.eks. bare via trykkreduksjonen i nitrogentanken. in a generator depends on a disturbance-free operation of the generator, the present method can be carried out without additional electrical installations. The input of the components takes place e.g. only via the pressure reduction in the nitrogen tank.

Endelig gjør den foreliggende fremgangsmåte det muligFinally, the present method makes it possible

å oppnå en optimal utnyttelse av et ovnsanlegg da ovnen ikke må tømmes når varmebehandlingen avbrytes, f.eks. ved ukeslutt, men kan henstå fullt chargert under en nitrogenatmosfære. Temperaturen må bare senkes så meget at ingen vesentlig carbondiffusjon finner sted. Efter henstanden må ovnen bare ganske enkelt oppvarmes. Varmebehandlingen kan da fortsettes uten avbrytelse. to achieve optimal utilization of a furnace system as the furnace does not have to be emptied when the heat treatment is interrupted, e.g. at the end of the week, but can remain fully charged under a nitrogen atmosphere. The temperature must only be lowered so much that no significant carbon diffusion takes place. After the delay, the oven simply needs to be heated. The heat treatment can then be continued without interruption.

Nedenfor er utførelseseksempler på oppfinnelsen nærmere beskrevet under henvisning til tegningene. Av disse viser Below, embodiments of the invention are described in more detail with reference to the drawings. Of these shows

Fig. 1 et skjema for et anlegg ifølge oppfinnelsen,Fig. 1 a diagram of a plant according to the invention,

Fig. 2 et diagram som viser tidsforløpet for carbonpotensialet, Fig. 3 et skjema for en gjennomskyvningsovn ifølge oppfinnelsen og Fig. 4 og 5 begge et diagram over herdeforløpet i arbeidsstykker'som er blitt behandlet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 a diagram showing the time course of the carbon potential, Fig. 3 a schematic for a push-through furnace according to the invention and Fig. 4 and 5 both a diagram of the hardening process in workpieces which have been treated according to the invention.

I en ovn 1 som skjematisk er vist på Fig. 1, skal metalliske arbeidsstvkker oppkulles. Ovnen 1 kan være eri gjennomskvvnings-, kammer- eller skakeherdovn.Gassatmosfæren skal være dannet av komponentene ethanol, nitrogen og vann. In a furnace 1 which is schematically shown in Fig. 1, metallic workpieces are to be carburised. The oven 1 can be a percolation, chamber or shake oven. The gas atmosphere must be formed from the components ethanol, nitrogen and water.

På tegningen er skjematisk vist en tank 12 for ethanol, en tank 13 for nitrogen og en tank 8 for vann. Nitrogen blir via en ledning 3 i tidsmessig konstante mengder tilført ovnen. Ethanol (industrikvalitet 93-96%) blir via en ledning 4 sprøytet inn i nitrogenledningen 3 som ovenfra munner ut 1 ovnens innvendige rom 2. Ethanolmengden retter seg efter chargeringen av ovnen. Vann biir nær innsprøytnings-stedet via en ledning 7 innført i ethanolstrømmen i alkohol-ledningen 4. Tilblandingsinnretningen for vann er betegnet med 5. Vannet tas fra en vanntank 8 og overføres f.eks. The drawing schematically shows a tank 12 for ethanol, a tank 13 for nitrogen and a tank 8 for water. Nitrogen is supplied to the furnace via a line 3 in temporally constant amounts. Ethanol (industrial quality 93-96%) is injected via a line 4 into the nitrogen line 3, which opens from above into 1 the oven's interior room 2. The amount of ethanol depends on the charging of the oven. Water is brought close to the injection site via a line 7 introduced into the ethanol flow in the alcohol line 4. The mixing device for water is denoted by 5. The water is taken from a water tank 8 and transferred, e.g.

via en doseringspumpe 9 (vanntanken står under omgivelses-trykk), til ledningen 7. Vann kan likeledes via en reguleringsventil overføres til vannledningen 7, og i vanntanken 8 kan da et konstant innvendig trykk opprettholdes. Et ytterligere alternativ er å anvende en normal ventil, hvorved trykket i vanntanken kan forandres regulerbart. Ethanol-vannblandingens sammensetning kan nu påvirkes ved hjelp av doseringspumpens frekvens, reguleringsventilens stilling eller trykket i vanntanken 8 når en normal ventil anvendes. via a dosing pump 9 (the water tank is under ambient pressure), to the line 7. Water can likewise be transferred via a control valve to the water line 7, and in the water tank 8 a constant internal pressure can then be maintained. A further alternative is to use a normal valve, whereby the pressure in the water tank can be regulated. The composition of the ethanol-water mixture can now be influenced by means of the frequency of the dosing pump, the position of the control valve or the pressure in the water tank 8 when a normal valve is used.

En oxygensonde 11 er anordnet i ovnens innvendige romAn oxygen probe 11 is arranged in the interior of the oven

2 og bestemmer ovnsatmosfærens oxygeninnhold og dermed dens carbonpotensial. Måleverdien som fås ved anvendelse av oxygensonden, bearbeides i en regnemaskin 6. "' Frekvensen for en doseringspumpe i vannledningen 7, reguleringsventilens 9 stilling eller stillingen for en normal ventil blir nu styrt via en integrert impulsgiver. 2 and determines the oxygen content of the furnace atmosphere and thus its carbon potential. The measurement value obtained by using the oxygen probe is processed in a calculator 6. "' The frequency of a dosing pump in the water line 7, the position of the control valve 9 or the position of a normal valve is now controlled via an integrated impulse generator.

Et anlegg ifølge oppfinnelsen kan suppleres med enA plant according to the invention can be supplemented with a

med ventil forsynt forbipasseringsledning 10 ved hjelp av hvilken et grunncarbonpotensial kan foreligge på forhånd. Reguleringsenheten 9 utfører i dette tilfelle bare fin-reguleringen. valved bypass line 10 by means of which a basic carbon potential can be present in advance. In this case, the regulation unit 9 only performs the fine regulation.

På diagrammet som er vist på Fig. 2, er det tidsmessige forløp for carbonpotensialet for to gassatmosfærer (kurvene 2 og 3) som ble fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte, og dessuten for en gassatmosfære (kurve 1) som er blitt fremstilt på vanlig måte i en gassgenerator, gjengitt. Gassatmosf ærene som er representert ved kurvene 2 og 3, er forskjellige fra hverandre bare ved vannandelen i ethanolen. Ethanolens vanninnhold for gassatmosfæren ifølge kurven 1 On the diagram shown in Fig. 2, the temporal course of the carbon potential for two gas atmospheres (curves 2 and 3) which were produced by the present method, and also for a gas atmosphere (curve 1) which was produced in the usual way in a gas generator, rendered. The gas atmospheres represented by curves 2 and 3 differ from each other only in the proportion of water in the ethanol. The ethanol's water content for the gas atmosphere according to curve 1

var 12% og ifølge kurven 2 21%.was 12% and according to curve 2 21%.

Det fremgår tydelig at i en gassatmosfære som er blitt fremstilt på vanlig måte, nås et høyt carbonpotensial meget hurtig som imidlertid efter en viss tid holder seg på en konstant verdi. Derimot stiger carbonpotensialet for en ifølge oppfinnelsen fremstilt gassatmosf ære forholdsvis langsomt. Slike gassatmosfærer byr imidlertid på den allerede beskrevne store fordel' at '- langt høyere carbon-potensialer kan nås uten sotdannelse. Sotgrensen for en gassatmosfære som er blitt fremstilt på vanlig måte, ligger ved et carboninnhold på ca. 1,3% ved en temperatur av 930.°C. It is clear that in a gas atmosphere which has been produced in the usual way, a high carbon potential is reached very quickly which, however, remains at a constant value after a certain time. In contrast, the carbon potential for a gas atmosphere produced according to the invention rises relatively slowly. However, such gas atmospheres offer the already described big advantage that 'much higher carbon potentials can be reached without soot formation. The soot limit for a gas atmosphere that has been produced in the usual way is at a carbon content of approx. 1.3% at a temperature of 930°C.

På Fig. 3 er en gjennomskyvnings-gassoppkullings-In Fig. 3 is a push-through gas carburizing

ovn skjematisk vist. Ovnen er oppdelt i tre ledd. I chargens bevegelsesretning kommer først en oppvarmingssone 1, derefter en oppkullingssone 2 og derpå en diffusjonssone 3. For innmatning av en ethanol-vann-nitrogenblanding for utførelse av den foreliggende fremgangsmåte er f.eks. fem innmatningssteder 4-8 anordnet, hvorav én for oppvarmings-sonen 1 og én for diffusjonssonen 3 og tre for oppkullingssonen 2. Et oljevarmebad og en anløpningsovn kan være anordnet efter oppkullingsovnen. I oppkullingssonen 2 er f.eks. to gassensorer 9 og 11 anordnet som står i forbindelse med en analysator. I avhengighet av innmatningsåtedet blir forskjellige nitrogen-ethanolmengder ledet inn i ovnen, f.eks. som følger: oven schematically shown. The oven is divided into three parts. In the charge's direction of movement, first comes a heating zone 1, then a carbonization zone 2 and then a diffusion zone 3. For feeding an ethanol-water-nitrogen mixture for carrying out the present method, e.g. five feeding points 4-8 arranged, of which one for the heating zone 1 and one for the diffusion zone 3 and three for the charring zone 2. An oil heating bath and a tempering furnace can be arranged after the charring furnace. In the coaling zone 2, e.g. two gas sensors 9 and 11 arranged which are connected to an analyser. Depending on the feed rate, different amounts of nitrogen-ethanol are fed into the furnace, e.g. as follows:

Forskjellige carbonnivåer dannes i ovnen på grunn av den styrte gasstilførsel via de fem innmatningssteder. Chargen forlater ovnen fri for sot. Strukturen er martensittisk med inntil 15% rest-austenitt. Ved hjelp av den ovennevnte regulering ble i en gjennomskyvningsovn av typen Aichelihfølgende charge behandlet ved 930°C: Different carbon levels are formed in the oven due to the controlled gas supply via the five feed points. The charge leaves the furnace free of soot. The structure is martensitic with up to 15% residual austenite. Using the above-mentioned regulation, the following charge was treated at 930°C in a push-through furnace of the Aicheli type:

1000 kjeglehjul, materiale DIN 20 MnCr 51000 bevel wheels, material DIN 20 MnCr 5

pr chargeringssted: 20 kjeglehjulper charging point: 20 cone wheels

På stedet for sensoren 9 ble den følgende sammensetning for gassatmosfæren fastslått: At the location of the sensor 9, the following composition of the gas atmosphere was determined:

På Fig. 4 er herdeforløpet for et kjeglehjul av denne charge gjengitt. Overflatehardheten i HV ifølge DIN 6773 Fig. 4 shows the hardening process for a bevel wheel of this charge. The surface hardness in HV according to DIN 6773

er avsatt mot herdedybden i mm. Sammenlignet med vanlige fremgangsmåter hvor en takttid på 38 minutter er vanlig, ble en takttid på 24 minutter oppnådd ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte. Kapasiteten kunne derfor økes med 58%. is set against the curing depth in mm. Compared to conventional methods where a takt time of 38 minutes is common, a takt time of 24 minutes was achieved by means of the present method. The capacity could therefore be increased by 58%.

På Fig. 5 er til slutt herdeforløpet for en aksel (materiale SAE 8620) av en charqe som ble oppkullet ved den foreliqqende fremqangsmåte, gjenqitt. Oppkullingsvariqheten for en slik charqe er vanliqvis ved en vanliq fremqanqsmåte med en qassatmosfære som skriver seq fra en endoqass-qeneratbr, ca. 43 minutter. Ved den foreliggende fremgangs^-måte ble oppkullingsvarigheten forkortet til 24 minutter slik at kapasiteten kunne økes med 7 9%. Finally, Fig. 5 shows the hardening process for an axle (material SAE 8620) of a charqe that was carburized by the present process. The charring duration for such a charqe is usually by a usual method of progress with a gas atmosphere that writes seq from an endo gas generator, approx. 43 minutes. In the present method, the charring duration was shortened to 24 minutes so that the capacity could be increased by 79%.

Claims

1. Procedure for set hardening and carburization-neutral annealing of metallic workpieces which in a furnace and at high temperatures are exposed to the influence of a gas mixture formed by an alcohol and additional components and containing nitrogen and carbon, characterized in that only ethanol is supplied to the furnace as a carbon-containing component and that water is mixed into the ethanol, whereby the carbon potential of the gas mixture is regulated using the mean ratio between ethanol and water.

2.. Forward method according to claim 1, characterized by the fact that ethanol is supplied to the oven in such a way that a carbon potential is obtained which, without the mixing of water, leads to the formation of soot, including that water is mixed into the ethanol in such a quantity that a carbon potential is obtained which causes soot.Mkke to form in the oven.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the ethanol is supplied to the furnace in a temporally constant amount.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that the water content and/or oxygen potential of the gas mixture is determined as a measure of the carbon potential and that the amount of water to be added to the ethanol and which is necessary for the setting of a desired carbon potential is determined by comparing the measured values with pre-given cup values and mixed into the ethanol.

5. Method according to claims 1-4, characterized in that, in addition to ethanol and water, an inert gas, in particular nitrogen, is added to the oven in a temporally constant quantity.

6. Device for carrying out the method according to claims 1-5, characterized in that in the inner space (2) of a furnace (1) for set hardening or carburization-neutral annealing of metallic workpieces, a supply line (3) opens out which is in connection with an inert gas supply (13), whereby a line (4) for the supply of ethanol opens into the supply line (3) and the line (4) contains a built-in mixing device (5) for water by means of which the amount of water to be introduced into this line can be regulated, and that an analyzer (6) to determine the composition of the gas atmosphere is related to the oven's internal space (2).

7. Device according to claim 6, characterized in that the mixing device (5) for water consists of a line (7) which is connected to a water tank (8) and opens into the line (4) for the supply of ethanol, and of a regulation unit (9) in which the quantity of water which is led into the line (7), automatically set depending on the measurement results from the analyzer (6).