PL133598B1 - Electric field thermochemical treatment method - Google Patents

Electric field thermochemical treatment method Download PDF

Info

Publication number
PL133598B1
PL133598B1 PL23121981A PL23121981A PL133598B1 PL 133598 B1 PL133598 B1 PL 133598B1 PL 23121981 A PL23121981 A PL 23121981A PL 23121981 A PL23121981 A PL 23121981A PL 133598 B1 PL133598 B1 PL 133598B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
electric field
charge
temperature
visible
treatment method
Prior art date
Application number
PL23121981A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL231219A1 (en
Inventor
Jozef Panasiuk
Original Assignee
Inst Mech Precyz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Mech Precyz filed Critical Inst Mech Precyz
Priority to PL23121981A priority Critical patent/PL133598B1/en
Publication of PL231219A1 publication Critical patent/PL231219A1/xx
Publication of PL133598B1 publication Critical patent/PL133598B1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

*** U« aóu f InL Cl. C23C 11/00 Twórca wynalazku: Józef Panasiuk Uprawniony z patentu: Instytut Mechaniki Precyzyjnej, -Warszawa /Polska/ SP0SC3 03R03KI CIEPLNO-DYPUZYJNEJ 7/ POLU SIBKTRYCZNYM Przedmiotem wonialazku jest sposób obróbki cieplno-dyfuzyjnej w polu elektryczna.Sposoby takich obróbek znane sa przykladowo ze sposobu azotowania gazowego w polu elektrycznym, rozwinietego pod nazwa azotowania jonowego, które znane jest na prz2/klad z opisu patentowego St.Zjed. Ameryki nr 2 94-6 708* Proces prowadzony jest w polu elektrycznym w warunkach wyladowan jarzeniowych przy cisnieniu atmosfery, która przykladowo jest doprowadzany ciagle amoniak oazowy lub mieszanina wodoru i azotu przy cisnieniu okolo ICO do 1000 Pa, przy napieciu pomiedzy katoda i anoda okolo 1000-1500 V/m i przy gestosci pradu 1-30 A/m . Katoda w danym procesie jest wsad, a anoda zewnetrzne sciariki komory jarzeniowej, które sa uziemione* W wyniku dzialania pola elektrycznego rozrzedzona w komorze atmosfera ulega jonizacji i powstaja widoczne wyladowania elektryczne. W czasie tych wyladowan jony przykladowo azotu bombarduja z duza szybkoscia wsad, który jest katoda i który w wyniku tych bombardowan rozgrzewa sie.Bombardujace katode jony azotu implantuja w glab powierzchni obrabianych powierzchni i na drodze dyfuzji tworza dyfuzyjna warstwe azotków* Azeby jednak zachodzil proces azotowania niezbedna jest do tego odpowiednia temperatura wsadu w granicach dla azotowania 500 która zalezna jest w danych warunkach od napiecia, a zwlaszcza gestosci pradu na jednostke powierzchni wsadu. Aby uzyskaó temperature wsadu powyzej 500^7 w polu elektrycznym proces nalezy prowadzió przy duzych v;artosciach gestosci pradu w warunkach wyladowan tzw. nadnormalnych, które latwo samorzutnie przechodza w wyladowania lukowe, odznaczajace sie w nastepstwie bardzo duza gestoscia pradu i gwaltownym miejscowym wzrostem temperatury, który moze nadtopió wsad oraz gwaltownym zwiekszeniem zuzycia energii. Proces przy takich ukladach wymaga bardzo bacznego dozoru i bogato rozbudowanych urzadzen zabezpieczajacych.Sposób obróbki cieplno-dyfuzyjnej w polu elektrycznym, wedlug wynalazku polega na tym, ze proces prowadzi sie w warunkach wyladowan jarzeniowych slabowidocznych lub widocznych podnormalnych i normalnych przy gestosciach pradu na jednostke powierzchni 600°C,1?? ^96 wsadu rzedu C,C1 do 1 A/m , a "brakujaca energie niezbedna do podniesienia temperatury wsadu do wymagane;) temperatury procesu doprowadza sie z zewnatrz ukladu pola elektrycz¬ nego, przykladowo droga niezaleznego dogrzewania oporowego przy czym ilosc energii cieplnej pochodzacej z dogrzewania zewnetrznego wynosi 5-50$ calkowitej energii potrzebnej do prowadzenia procesu.Sposób wedlug wynalazku pozwala wykorzystac korzystne wlasciwosci dzialania pola elektrycznego a zwlaszcza implantacje jonów do powierzchni obrabianych przedmiotów oraz pozwala otrzymac oszczednosci jakie ten proces przynosi w porównaniu z azotowaniem klasycznym jak równiez w bardzo znacznym stopniu eliminuje lub nawet calkowicie wyklucza powstawanie samorzutnie powstajacych szkodliwych wyladowan lukowych nadtapiajacych wsad.Ilosc energii zuzyta na dogrzewanie oporowe jest niewielka i miesci sie wlasciwie w granicach gwaltownego zuzycia energii w przypadkach powstawania samorzutnych wyladowan lukowych. "Dogrzewaniem oporowym podnosi sie temperature wsadu zwlaszcza na poczatku procesu w granicach 1C0-350°C, a powstala ilosc energii do dogrzewania wsadu i utrzynania go w temperaturze procesu pobiera sie.z wyladowan elektrycznych.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony ponizej w przykladzie jego stosowania.Próbki o wymiarach 12x10x6 ze stali 38HMJulepszonej cieplnie do twardosci 32HRC azotowano gazem w pclu elektrycznym przy temperaturze 570° w warunkach wyladowan jarzeni07/ych zblizonych do nadmiernych, przy gestosciach pradu rzedu okolo 4 A/m i przy napieciu 14-00 V/m przy cisnieniu atmosfery skladajacej sie z mieszaniny wodoru i amoniaku o stosunku jak 0,5-1 wynoszacym okolo 200 Pa w czesci okolo 5 godzin. Otrzymano na powierzchni warstwe dyfuzyjna azotków o grubosci 15 pm bez warstwy kruchej o twardosci okolo 900yuHV. 7'procesie powstawaly samorzutnie wyladowania lukowe i ostre krawedzie mialy nlad^ uszkodzen. 2 Zas przy azotowaniu w polu elektrycznym przy gestosciach pradu 0,01 A/m , w warunkach wyladowan elektrycznych slabowidocznych przy identycznym jak DCprzednio skladzie, atmosfery i cisnieniu oraz~przy identycznej temperaturze uzyskanej droga wlaczonego dogrzewania oporowego przy ilosci dodatkowej energii grzania oporowego w granicach 5-10$, w identycznym czasie, uzyskano jak wykazaly badania metalograficzne podobne grubosci warstw dyfuzyjnych i twardosci przy czym w czasie procesu nie powstawaly wcale szkodliwe wyladowania lukowe i nie zauwazono uszkodzen ostrych krawedzi.Zastrzezenie patentowe Sposób obróbki cieplno-dyfuzyjne j w polu elektrycznym w którym katoda jest wsad, a anoda uziemienie zewnetrzne scianki komory jarzeniowej, znamienny tym, ze proces prowadzi sie w warunkach wyladowan jarzeniowych slabowidocznych lub widocznych podnormalnych i normalnych Drzy gestosciach "oradu na jednostke powierzchni wsadu 2 rzedu 0,01 do 1 A/m f a brakujaca energie niezbedna do podniesienia temperatury wsadu do wymaganej temperatury procesu doprowadza sie z zewnatrz ukladu pola elektrycznego, korzystnie droga niezaleznego dogrzewania oporowego, przy czym ilosc energii cieplnej pochodzacej z dogrzewania zewnetrznego wynosi 5-50£ calkowitej energii potrzebnej do prowadzenia- procesu.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL*** U «aóu f InL Cl. C23C 11/00 Inventor: Józef Panasiuk Authorized by the patent: Institute of Precision Mechanics, -Warszawa / Poland / SP0SC3 03R03KI CIEPLNO-DYPUZYJNAJ 7 / SIBECTRIC FIELD The subject of fragrances is a method of heat-diffusion treatment in the electric field. the method of gas nitriding in an electric field, developed under the name of ion nitriding, which is known, for example, from US Pat. No. 2 94-6 708 * The process is carried out in an electric field under the conditions of glow discharge under the pressure of the atmosphere, which, for example, is continuously fed oase ammonia or a mixture of hydrogen and nitrogen at a pressure of about ICO to 1000 Pa, with a voltage between the cathode and anode of about 1000 -1500 V / m and a current density of 1-30 A / m. The cathode in a given process is a charge, and the anode is the external elements of the glow chamber, which are grounded. During these discharges, nitrogen ions, for example, bombard the cathode charge at a high speed, which heats up as a result of the bombardment. Bombarding nitrogen ions implant into the surface of the treated surfaces and by diffusion create a diffusive layer of nitrides * In order for the nitriding process to take place, however, the necessary For this, the charge temperature is suitable within the limits for nitriding 500, which depends under given conditions on the voltage, in particular the current density per unit area of the charge. In order to obtain a charge temperature above 500 ^ 7 in an electric field, the process should be carried out at high v; current density values in the so-called supernormal, which spontaneously transforms into arc discharges, characterized by the consequent very high current density and a sharp local increase in temperature, which can overburden the load and a sharp increase in energy consumption. The process with such systems requires very careful supervision and richly developed protective devices. The method of heat-diffusion treatment in an electric field, according to the invention, consists in the fact that the process is carried out in low visible or visible subnormal and normal glow discharge conditions with current density per unit area 600 ° C, 1 ?? 96 of the charge of the order C, C1 to 1 A / m, and "the missing energy necessary to raise the temperature of the charge to the required;) the process temperature is supplied from outside the electric field system, for example by an independent resistance heating with the amount of thermal energy coming from external reheating is 5-50 $ of the total energy needed to conduct the process. The method according to the invention allows to use the beneficial properties of the electric field, especially ion implantation to the surface of the workpieces, and allows to obtain savings that this process brings in comparison with classical nitriding as well as in a very significant it eliminates or even completely eliminates the formation of spontaneously occurring harmful arcs blending the charge. The amount of energy used for resistance heating is small and is in fact within the limits of sudden energy consumption in cases of spontaneous arcs. " The temperature of the charge is raised, especially at the beginning of the process, within 1C0-350 ° C, and the resulting amount of energy for heating the charge and keeping it at the temperature of the process is taken from electrical discharges. The subject of the invention is presented below in an example of its application. 12x10x6 made of 38HMJ steel, thermally improved to a hardness of 32HRC, nitrided with gas in electric PVC at a temperature of 570 ° under a glow discharge of 07 / s close to excessive, with current density of about 4 A / m and a voltage of 14-00 V / m at an atmosphere pressure consisting of a mixture of hydrogen and ammonia with a ratio of 0.5-1 of about 200 Pa in parts about 5 hours. On the surface, a nitride diffusion layer with a thickness of 15 µm without a brittle layer with a hardness of about 900 µHV was obtained. The 7 'process was spontaneously arcing and the sharp edges were damaged. 2 As for nitriding in an electric field at current densities of 0.01 A / m, under low-visible electrical discharges, with the composition, atmosphere and pressure identical to the DC previously, and at the same temperature obtained by the path of resistance heating with additional resistance heating energy within 5 -10 $, in the same time, the metallographic tests showed that the thickness of the diffusion layers and the hardness were similar, but no harmful arc discharges occurred during the process and no damage to the sharp edges was noticed. Patent claim The method of heat-diffusion treatment as above in an electric field in which the cathode there is a charge, and the anode earthing of the outer walls of the glow chamber, characterized in that the process is carried out in low-visible or visible subnormal and normal conditions of glow discharge per unit area of the charge 2 order 0.01 to 1 A / mfa missing energy necessary for raising t the temperature of the charge to the required process temperature is brought from outside the electric field system, preferably by independent resistance heating, the amount of thermal energy coming from external heating is 5-50 £ of the total energy needed to conduct the process. Mintage 100 copies Price PLN 100 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób obróbki cieplno-dyfuzyjne j w polu elektrycznym w którym katoda jest wsad, a anoda uziemienie zewnetrzne scianki komory jarzeniowej, znamienny tym, ze proces prowadzi sie w warunkach wyladowan jarzeniowych slabowidocznych lub widocznych podnormalnych i normalnych Drzy gestosciach "oradu na jednostke powierzchni wsadu 2 rzedu 0,01 do 1 A/m f a brakujaca energie niezbedna do podniesienia temperatury wsadu do wymaganej temperatury procesu doprowadza sie z zewnatrz ukladu pola elektrycznego, korzystnie droga niezaleznego dogrzewania oporowego, przy czym ilosc energii cieplnej pochodzacej z dogrzewania zewnetrznego wynosi 5-50£ calkowitej energii potrzebnej do prowadzenia- procesu. Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL1. Patent claim The method of heat-diffusion treatment in an electric field in which the cathode is a charge and the anode is earthed from the outer walls of the glow chamber, characterized in that the process is carried out in low-visible or visible sub-normal and normal glow discharge conditions with the density of "orad" per unit area of the charge of the 2nd order 0.01 to 1 A / mfa the missing energy necessary to raise the charge temperature to the required process temperature is supplied from the outside of the electric field system, preferably by independent resistance heating, the amount of thermal energy coming from external heating is 5-50 £ total energy needed to run the process. Printing House of the Polish People's Republic. Circulation 100 copies. Price PLN 100 PL
PL23121981A 1981-05-18 1981-05-18 Electric field thermochemical treatment method PL133598B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL23121981A PL133598B1 (en) 1981-05-18 1981-05-18 Electric field thermochemical treatment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL23121981A PL133598B1 (en) 1981-05-18 1981-05-18 Electric field thermochemical treatment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL231219A1 PL231219A1 (en) 1982-11-22
PL133598B1 true PL133598B1 (en) 1985-06-29

Family

ID=20008512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL23121981A PL133598B1 (en) 1981-05-18 1981-05-18 Electric field thermochemical treatment method

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL133598B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL231219A1 (en) 1982-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nie et al. Characteristics of a plasma electrolytic nitrocarburising treatment for stainless steels
FI63783B (en) FOERFARANDE FOER NITRERING VID LAOGT TRYCK MED HJAELP AV GLIMURLADDNING
Meletis Intensified plasma-assisted processing: science and engineering
Hudis Study of ion‐nitriding
US4762756A (en) Thermochemical surface treatments of materials in a reactive gas plasma
Fewell et al. Nitriding at low temperature
JPS59140372A (en) Method of forming hard layer in structural portions comprising periodic iv, v or vi sub-group elements
Suh et al. Surface hardening of AISI 316L stainless steel using plasma carburizing
Paosawatyanyong et al. Nitriding of tool steel using dual DC/RFICP plasma process
Tian et al. Medium-temperature plasma immersion-ion implantation of austenitic stainless steel
PL133598B1 (en) Electric field thermochemical treatment method
Rie et al. Plasma surface engineering of metals
JPS55125267A (en) Surface treating method of improving abrasion resistance and corrosion resistance of iron and steel
Michalski DC glow discharge in a gas under lowered pressure in ion nitriding of Armco iron
Oskirko et al. Influence of nitrogen pressure and electrical parameters of a glow discharge on the process of ion plasma nitriding of steel
Fancey et al. The influence of process gas characteristics on the properties of plasma nitrided steel
Dearnley et al. Developments in plasma boronizing
Zeng et al. Surface modification of steel by metal plasma immersion ion implantation using vacuum arc plasma source
Akhmadeev et al. Nitriding of technical-purity titanium in hollow-cathode glow discharge
KR20010028157A (en) Plasma of use nitriding aluminum formative and apparatus
Ebersbach et al. Ion beam nitriding of high purity iron surfaces
Booth et al. The theory and practice of plasma carburising
Bell et al. Plasma nitriding treatments for enhanced wear and corrosion resistance
Kovács et al. Effects of plasma nitriding on tempered steel
Parkansky et al. Arc erosion reduction on electrical contacts using transverse current injection