PL93516B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób chromowania dyfuzyjnego, gazowego oraz urzadzenie do chromowania dyfuzyjnego.Sposoby i urzadzenia do chromowania dyfuzyjnego znane sa z wielu publikacji, miedzy innymi z ksiazki T.N. Dubinina pod tytulem „Diffuzionnoje chromirowanie splawów", Maszinostrojenije, Moskwa 1964 r.Znane rozwiazania dotyczace chromowania dyfuzyjnego polegaja na tym, ze do retorty z wsadem wklada sie zgranulowany chrom, ogrzewa sie wsad do temperatury okolo 920 do 970°C, doprowadza sie nastepnie do retorty chlor lub chlorowodór rozcienczony w gazie obojetnym, np. w azocie lub w argonie.Czasami doprowadza sie jeszcze dodatkowo do retorty wodór. Dalszy przebieg znanych procesów jest nastepujacy.Doprowadzony w gazie obojetnym chlor lub chlorowodór lacza sie wewnatrz retorty z ogrzanym do temperatury okolo 970°C metalicznym chromem wedlug reakcji lub 2HCI + Cr ** CrCI2 + H2 Cr + 1,5 Cl2 ** 2CrCI/ Powstale w wyniku przedstawionych reakcji chlorki chromowy i chromawy sa w temperaturze 970°C jeszcze cialami plynnymi, ale ich sublimacja w tej temperaturze jest juz znaczna, co w efekcie daje duze stezenie ich par.Gazowy chlorek chromawy lub chromowy omywajac powierzchnie obrobionych czesci stalowych rozpada sie na powierzchniach tych czesci zgodnie z reakcja wymiany CrCI2 + Fe <± FeCI2 + Cr oraz CrCI3 + Fe <± FeCI3 + Cr2 93 516 przy czym powstajacy Cr dyfunduje do powierzchni obrabianych czesci stalowych, a chlorki zelazawy i zelazowy, które sa w temperaturze procesu bardzo lotne, ulatniaja sie do atmosfery piecowej.Znane sa przypadki, ze atmosfera chromujaca po przejsciu jednego cyklu pracy zawracana jest do powtórnego obiegu wewnatrz retorty lub pieca.Wada znanych przedstawionych procesów jest to, ze atmosfera chromujaca, gazowa, wytworzona w wysokiej temperaturze w retorcie pieca po przejsciu jednego cyklu pracy jest juz wypracowana i dalsze pobudzanie jej do obiegu wewnatrz pieca nie daje juz oczekiwanych wyników.Atmosfera chromujaca po przejsciu cyklu roboczego zawiera w temperaturze procesu resztki CrCI2 , CrCI3 , HCI, H2 i N2 jako gazu nosnego, który nie bierze udzialu w procesie reakcji oraz chlorków FeCI2 , a zwlaszcza FeCI3, który jest w temperaturze procesu bardzo lotny i jego zawartosc w atmosferze, która przeszla swój cykl pracy jest bardzo znaczna.Wada opisanych procesów jest równiez to, ze chlor lub chlorowodór sa gazami niebezpiecznymi, a instalowanie butli tych gazów wymaga zarówno dozo miejsca jak i stosowania specjalnych srodków ostroznosci.Wytwarzanie chloru lub chlorowodoru w oddzielnych specjalnych urzadzeniach ustawionych w hartowni obok pieca jest równiez klopotliwe, gdyz wymaga stosowania specjalnych urzadzen i instalacji oraz zachowywania przy tym równiez specjalnych srodków ostroznosci.". ' Opisanych: wad znanych procesów chromowania dyfuzyjnego oraz znanych urzadzen do stosowania tych procesów nie posiada sposób chromowania dyfuzyjnego oraz urzadzenie do chromowania dyfuzyjnego wedlug niniejszego wynalazku.Sposób chromowania dyfuzyjnego gazowego wedlug wynalazku polega na tym, ze nad wsadem na specjalnych tacach umieszcza sie drobne kawalki chromu lub zelazochromu, a nad chromem umieszcza sie tace z drobno potluczonym do srednicy 3 do 5 mm szamotem. Po zamknieciu pieca i ogrzaniu dolnej strefy do temperatury 920 do 970°C, a górnej strefy do okolo 1100°C, wkrapla sie do górnej czesci pieca chlorek metylenu ó wzorze CH2CI2/ z którego po dysocjacji otrzymuje sie chlor, doprowadza sie nastepnie azot lub argon i tak wytworzona atmosfere, skladajaca sie z chloru, chlorowodoru, wodoru i azotu, wprowadza sie za pomoca wentylatora w obieg w kierunku od góry pieca do dolu i nastepnie poprzez chlodnice, przewody ustawione na zewnatrz i wentylator z powrotem do górnej czesci pieca.Atmosfera bedaca w ciaglej cyrkulacji jest po wyjsciu zdolnej czesci pieca ochlodzona do temperatury okolo 300 do 200°C, przy której wytracaja sie wszystkie chlorki zelaza i osadzaja sie w chlodnicy, która jest elementem wymiennym.Procesy zachodzace w piecu przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku mozna przedstawic nastepujaco: chlorek metylenu w temperaturze okolo 560°C w obecnosci katalizatora rozklada sie wedlug wzoru CH2CI2 -? C + 2HCI.Powstaly w wyniku reakcji rozpadu wegiel osiada na powierzchni katalizatora, zas chlorowodór porywany jest przez gaz nosny, którym jest azot lub argon, i przenoszony do strefy chromu, gdzie w temperaturze okolo 1100°C zachodzi znana juz reakcja wedlug wzoru 2HCI + Cr «? CrCI2 + H2 Wytworzony w tak wysokiej temperaturze chlorek chromowy jest wstanie plynnym, ale sublimacja jego przy tej temperaturze jest bardzo wysoka i jego pary unoszone sa za pomoca H2, N2 i resztek HCI do strefy wsadu.Na powierzchniach czesci wsadu omywanych atmosfera zachodza podane ponizej reakcje: Fe + 2HCI # FeCI2 + H2 02 +2H2 -? 2H202 CrCI2 + Fe CrCI3 + H2 ^ Cr + HCI Wydzielajacy sie chrom osadza sie na powierzchniach czesci wsadu i dyfunduje w glab materialu, a chlorek zelazawy, a zwlaszcza zelazowy, jako bardzo lotny w temperaturze procesu ulatnia sie do bedacej w ciaglym przeplywie atmosfery.Atmosfera po wykonaniu swego cyklu pracy, na wyjsciu z pieca sklada sie w przewazajacej mierze z mieszaniny chlorków zelazowych i zelazawych, chlorowodoru, wodoru i azotu lub argonu. Po wyjsciu z pieca atmosfera przechodzi przez chlodnice, umieszczona na zewnatrz pieca, gdzie jest oziebiana do temperatury okolo 200°Cf przy której to temperaturze wszystkie chlorki zelaza juz sie wytracaja. Po przejsciu przez chlodnice atmosfera skladajaca sie glównie z HCI, H2 i N2 podawana jest wentylatorem do powtórnego cyklu pracy.93 516 3 Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione jest przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie w widoku z przodu, a fig. 2 - w pólwidoku i pólprzekroju.Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z ramy nosnej 1 z wymurówka 2, w której umieszczona jest retorta 3 oslonieta od góry pokrywa ceramiczna 4, przez która przechodza króciec 5 do termopary oraz króciec 6 do obiegu cyrkulacyjnego atmosfery. Na dole retorta ograniczona jest dnem z króccem 7, który dolem wychodzi na zewnatrz obudowy pieca i polaczony jest z chlodnica 8, która laczac sie przewodem 9 z wentylatorem 10 napedzanym silnikiem 11 oraz poprzez krócce 12, 13 i kurki 14, 15 zamyka obwód cyrkulacyjny pieca.Retorta 3 ustawiona pionowo, od góry zakryta jest przykrywa 16 z króccem na termopare 17, od dolu oslonieta jest plyta 18, a z boku posiada na calej dlugosci prostokatny otwór zamykany drzwiami 19, zawieszonymi na zawiasach 20, doszczelniany uszczelka 21. Drzwi do retorty dociskane sa srubami 22. Na górnej czesci pieca ustawiona jest pompka 23 dozujaca z regulacja wydatku oraz pojemnik 24 na ciecz wkraplana do pieca. Na zewnatrz retorty 3, na wspornikach z oslony ceramicznej ulozone sa elementy grzejne 25, na których opieraja sie tace 27 z katalizatorem 28 z granulowanym chromem oraz ze wsadem 29 do obróbki.Retorta 3 z przykrywa 16 i dnem 18 posiada kolnierz 30 z plaszczem na wode chlodzaca, przylegajacy od wewnatrz do kolnierza oraz ruchome sruby 22 do dociskania drzwi 19 do retorty. Na zewnatrz przy boku pieca ustawiona jest szafka 31 do sterowania temperatury górnej strefy pieca oraz szafka 32 do sterowania temperatury dolnej strefy pieca.Sposób chromowania dyfuzyjnego, gazowego oraz urzadzenie wedlug wynalazku moga byc stosowane do prowadzenia procesu chromowania dyfuzyjnego srub, nakretek, podkladek, kluczy oraz rur wydechowych silników spalinowych. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób chromowania dyfuzyjnego, polegajacy na tym, ze do retorty zawierajacej w dolnej czesci wsad, nad którym umieszczony jest zgranulowany chrom, a w górnej czesci rozdrobniony szamot, doprowadza sie od góry chlorek metylenu lacznie z gazem obojetnym, a wytworzona w piecu atmosfere chromujaca, po ogrzaniu obu stref pieca do zadanej temperatury, wprowadza sie w obieg wymuszony w kierunku od góry do dolu retorty, znamienny tym, ze atmosfere odprowadza sie zdolnej czesci retorty do chlodnicy, umieszczonej na zewnatrz pieca, w której chlodzi sie ja do temperatury w granicach 300 do 200°C,a nastepnie wprowadza sie ja z powrotem od góry do retorty pieca.
2. 2. Urzadzenie do chromowania dyfuzyjnego, skladajace sie z ramy nosnej z wymurówka, w której umieszczona jest retorta oslonieta od góry ceramiczna pokrywa, przez która przechodza krócce do termopary i obiegu cyrku lacyjnego atmosfery, znamienne tym, ze w swej dolnej czesci retorta (3) jest polaczona za pomoca krócca (7) z chlodnica (8), która z kolei polaczona jest przewodem (9) z wentylatorem (10), a nastepnie lacznikami (12) i (13) oraz zaworem (15) i króccem (6) z górna czescia retorty (3), a ponadto retorta polaczona jest w swej górnej czesci z pompka dozujaca (23) i zbiornikiem (24) cieczy wkraplanej do pieca, przy czym otwór wsadowy zamykany drzwiami (19) znajduje sie w bocznej czesci retorty (3).93 516 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl PL