PL94422B1 - Sposob azotonaweglania gazowego wyrobow ze stopow zelaza z wytworzeniem fazy epsilon na ich powierzchni - Google Patents
Sposob azotonaweglania gazowego wyrobow ze stopow zelaza z wytworzeniem fazy epsilon na ich powierzchni Download PDFInfo
- Publication number
- PL94422B1 PL94422B1 PL1974171095A PL17109574A PL94422B1 PL 94422 B1 PL94422 B1 PL 94422B1 PL 1974171095 A PL1974171095 A PL 1974171095A PL 17109574 A PL17109574 A PL 17109574A PL 94422 B1 PL94422 B1 PL 94422B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- gas
- chamber
- furnace
- atmosphere
- ammonia
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 63
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 claims 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 claims 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 5
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C8/28—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 more than one element being applied in one step
- C23C8/30—Carbo-nitriding
- C23C8/32—Carbo-nitriding of ferrous surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób azotonaweglania gazowego wyrobów ze stopów zelaza z wytworze¬ niem fazy e na ich powierzchni z zastosowaniem atmosfery gazowej, skladajacej sie z amoniaku, czesciowo rozlozonego i ewentualnie rozrzedzonego dodatkiem azotu, oraz 2-20% objetosciowych mieszaniny tlenku wegla i dwutlenku wegla w temperaturze 500-650°C.Faza e wytwarzania w procesie azotonaweglania na wyrobach ze stopów zelaza zwieksza ich wytrzymalosc na scieranie i odpornosc na korozje a równoczesnie odznacza sie stosunkowo wysoka ciagliwoscia.Znane sa sposoby gazowego azotonaweglania, w których wytwarzanie fazy e na powierzchniach wyrobów ze stopów zelaza nastepuje w wyniku podania tych wyrobów dzialaniu atmosfery o odpowiednim skladzie w komorze pieca o odpowiedniej temperaturze.Z niemieckiego opisu patentowego (pismo ogloszeniowe) nr 1521450 znane jest azotonaweglanie w atnio- sferze zawierajacej czesciowo rozlozony amoniak oraz weglowodór lub mieszanine weglowodorów.Przedmiotem wynalazku ujawnionego w niemieckim opisie patentowym (pismo ogloszeniowe) nr 2135763 jest sposób azotonaweglania prowadzony w atmosferze azotu z dodatkiem okreslonych ilosci tlenku wegla oraz atomowego tlenu.W sposobach prowadzonych w temperaturze 570°C w atmosferze zawierajacej weglowodory, istnieje znaczne niebezpieczenstwo wybuchu, gdyz temperatura obróbki lezy scisle ponizej temperatury zaplonu weglowodorów, co stanowi szczególna trudnosc w przypadku prowadzenia procesu w komorach pieców wyposa-' zonych w sluzy, a ponadto sposoby te nie daja mozliwosci regulacji zawartosci wegla w warstwie weglikowo-azot- kowej.Z niemieckiego opisu patentowego (pismo ogloszeniowe) nr 2228746 znany jest sposób azotonaweglania wyrobów z wysokoweglowych stopów zelaza, w którym obróbka jest prowadzona w temperaturze 550-750 C2 94422 w atmosferze czesciowo rozlozonego amoniaku z dodatkiem tlenu lub gazu, stanowiacego nosnik tlenu, takiego jak dwutlenek wegla. Warstwa weglikowo-azotkowa o strukturze fazy 6 powstaje w wyniku dyfuzji azotu do stopu zelaza z atmosfery oraz dyfuzji wegla z rdzenia stopu zelaza.Sposób ten ograniczony jest do stosowania jedynie w przypadku wysokoweglowych stopów zelaza. Poza tym dyfuzja wegla z rdzenia do fazy e jest utrudniona przez powolne rozpuszczanie sie weglików w temperaturze 570°C.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu azotonaweglania gazowego wyrobów ze stopów zelaza z wytworzeniem fazy e na ich powierzchni, pozbawionego wad znanych sposobów a wiec umozliwiajacego regulacje zawartosci wegla w warstwie weglikowo-azotkowej oraz prowadzenie obróbki w atmosferze stanowiacej niewybuchowa mieszanine gazów.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze podczas obróbki utrzymuje sie w komorze pieca atmosfere w której stosunek cisnien czastkowych amoniaku i wodoru jest taki, ze potencjal azotowania bedacy funkcja stosunku P|MH 3/^2 wynosi 0,5—5 a stosunek cisnien czastkowych tlenku wegla i dwutlenku wegla wynosi 1—10. Symbol Pnh3 oznacza cisnienie czastkowe amoniaku w komorze pieca, Ph2 oznacza cisnienie czastkowe wodoru w komorze pieca, Pqq oznacza cisnienie czastkowe tlenku wegla w komorze pieca, zas Pco2 oznacza cisnfenie czastkowe dwutlenku wegla w komorze pieca. Korzystnie obróbka prowadzi sie w temperaturze 570°C, w^atmosferze która stanowi mieszanina amoniaku i nieoczyszczonegogazu egzotermicznego o skladzie zapewnia¬ jacym zachowanie wyzej omówionych stosunków cisnien czastkowych amoniaku, wodoru, tlenku wegla i dwutlenku wegla, przy czym stosunek ilosciowy amoniaku do gazu egzotermicznego w tej mieszaninie zawarty jest w granicach 1 :03 :3.Nieoczyszczony gaz egzotermiczny powstaje w wyniku spalania podstechiometrycznej mieszaniny powie¬ trza i gazu opalowego, zawierajacego weglowodory, ochlodzenia uzyskanego gazu do temperatury pokojowej z równoczesnym oddzieleniem powstajacej podczas spalania wody. Przez odpowiedni dobór stosunku powietrza do gazu opalowego w mieszaninie stosowanej do wytwarzania nieoczyszczonego gazu egzotermicznego uzyskuje sie gaz egzotermiczny, w którym suma skladników palnych nie przekracza 5% objetosciowych, dzieki czemu nie zostaje przekroczona granica wybuchowosci mieszaniny stanowiacej atmosfere pieca w sposobie wedlug wynalaz¬ ku. Typowy sklad gazu egzotermicznego w procentach objetosciowych jest nastepujacy: 2% wodoru, 2% tlenku wegla, 2% wody, 10% dwutlenku wegla. Reszte stanowi azot.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie do wykorzystania w piecach, których komory ogrzewane sa paliwem gazowym. Jako gaz egzotermiczny wykorzystuje sie wówczas gaz wytwarzany w wyniku ogrzewania komory pieca. Gaz ten oczyszcza sie z wody tworzacej sie podczas spalania na drodze przepuszczania go przez chlodnice. Sklad wytwarzanego gazu egzotermicznego ustala sie poprzez regulacje stosunku gaz opalowy — po¬ wietrze mieszaniny stosowanej do ogrzewania komory pieca.Korzystnie sposób wedlug wynalazku prowadzi sie wobec subtelnie rozdrobnionego katalizatora, który stanowi zelazo, ewentualnie równomiernie osadzone na nosniku o strukturze porowatej. Katalizator ulatwia redukcje dwutlenku wegla do tlenku wegla za pomoca wodoru powstajacego w wyniku rozkladu amoniaku dzieki czemu mozliwe jest utrzymanie pozadanego stosunku cisnien czastkowych tlenku wegla i dwutlenku wegla. Stwierdzono przy tym, ze katalizator nie powoduje niepozadanego dodatkowego rozkladu amoniaku.Korzystne efekty osiaga sie stosujac katalizator zawierajacy zelazo w postaci utlenionej, przy czym nieoczekiwanie stwierdzono, ze obecnosc katalizatora zelaznego nie powoduje powstania zgorzeliny na poddawa¬ nych obróbce wyrobach podczas ich chlodzenia.Ilosc stosowanego katalizatora zawierajacego zelazo w postaci utlenionej dobiera sie tak, aby podczas obróbki jego aktywnosc malala do zera, przy czym przed ponownym uzyciem zdezaktywowany katalizator poddaje sie regeneracji przez dzialanie na niego powietrzem.Zawartosc wegla w wytwarzanej na powierzchni wyrobów poddawanych obróbce warstwy weglikowo-azot¬ kowej o strukturze e reguluje sie poprzez kontrolowanie zawartosci wodoru w gazie stanowiacym atmosfere komory pieca. Zawartosc wegla wzrasta przy tym proporcjonalnie do zawartosci wodoru w gazie stanowiacym atmosfere pieca.Sposób wedlug wynalazku korzystnie realizuje sie w piecach okresowych komorowych pozbawionych sluz.Po zaladowaniu poddawanych obróbce wyrobów do komory pieca, komore nagrzewa sie do temperatury azotowania usuwajac z niej równoczesnie powietrze na drodze przedmuchiwania gazem egzotermicznym, a po osiagnieciu pozadanej temperatury, atmosfere pieca wzbogaca sie przez wprowadzenie amoniaku, którego doplyw zamyka sie na poczatku okresu chlodzenia, nastepujacego bezposrednio po okresie wlasciwej obróbki, po czym ochlodzone wyroby wyjmuje sie z komory pieca.Ten wariant realizacji sposobu wedlug wynalazku jest szczególnie prosty, poniewaz wykorzystuje sie w nim zarówno do plukania jak i do reakcji tani, niewybuchowy gaz egzotermiczny, który jako taki oddzialywuje na94 422 3 zelazo lagodnie utleniajac lecz nieoczekiwanie zapobiega powstawaniu zgorzeliny na poddawanych obróbce wyrobach podczas ich ochladzania.Sposób wedlug wynalazku korzystnie realizuje sie równiez w taktowych piecach okresowych strefowych ze sluzami. W komorze pieca przeznaczonej do wlasciwej obróbki utrzymuje sie stale atmosfere, zawierajaca gaz egzotermiczny oraz amoniak, zas do stref sluzowych doprowadza sie gaz egzotermiczny w ilosci dostatecznej do calkowitego wyparcia powietrza ze sluzy w okresie trwania jednego taktu.Ten wariant realizacji sposobu wedlug wynalazku zapewnia korzystne warunki pracy, poniewaz przy otwieraniu zewnetrznych klap prowadzacych do stref sluzowych do atmosfery ulatuje jedynie niewybuchowy gaz egzotermiczny nie wychodzi natomiast gaz azotujacy, zawierajacy amoniak i wodór. Gaz azotujacy odprowadza sie jedynie z krócca wylotu spalin pieca i sluz. Poza tym przy zmianie wsadu powietrze nie dostaje sie do komory przeznaczonej do wlasciwej obróbki oraz wyeliminowana jest grozba powstawania mieszaniny wybuchowej powietrze-wodór przy wyjmowaniu wyrobów z pieca po obróbce.Korzystnie równiez gaz egzotermiczny i amoniak wprowadza sie do komory pieca poprzez rury wspólsrod- kowe. Przy wspólsrodkowym ukladzie przewodów doprowadzajacych przy ich wlocie do komory nastepuje dokladne wymieszanie obu gazów bez wytworzenia zwiazków mogacych spowodowac zaczopowanie przewo¬ dów.Wynalazek blizej wyjasniono w przykladzie wykonania w dwóch róznych piecach pokazanych na rysunku na którym: fig. 1 przedstawia piec komorowy w przekroju osiowym w widoku z boku, a fig. 2 — piec przelotowy strefowy do pracy ciaglej, ze sluzami w przekroju wzdluznym w widoku z boku.Jak pokazano na rysunku piec 1 (fig. 1) ma komore 2 zamykana i dostepna przez nie pokazane na rysunku drzwi, do której siegaja grzewcze rury promieniujace 3, z których pokazano dwie, do których doprowadza sie przez dwa przewody 4, 5 powietrze i gaz opalowy. Mieszanina gazu opalowego z powietrzem wychodzi kazdorazowo z dyszy palnika 6 i spala sie, przy czym spaliny sa zbierane i odprowadzane przez przewód rurowy 7.W komorze spalania 2 umieszczony jest otoczony mufla 8 ruszt 9 przepuszczalny dla gazów, na którym znajduje sie wsad 10, skladajacy sie z czesci ze stopów zelaza. Poza tym w komorze spalania 2 znajduje sie napedzane silnikiem kolo 11 dmuchawy nawiewnej, które wywoluje nawiew gazów w sposób pokazany strzalkami na fig. 1. Przez odpowiednie uksztaJtowanie komory pieca 2, mufli 8 oraz kanalów 12 prowadzacych gaz, znajdujacych sie w komorze pieca 2 osiaga sie to, ze nawiewany od dolu gaz przechodzi przez ruszt 9 i wskutek tego omywa dokladnie ze wszystkich stron wsad 10. Przed przejsciem przez ruszt 9 gaz atmosfery pieca przeplywa jeszcze przez warstwe katalizatora 13 umieszczona jako element dna, która stanowi przyklado¬ wo subtelnie rozdrobnione zelazo równomiernie osadzone na nosniku o porowatej strukturze.Doplyw mieszaniny powietrze-gaz opalowy poprzez przewody 4, 5 do grzewczych rur promieniujacych 3 jest w ten sposób uregulowany, ze jako gaz spalinowy z grzewczych rur promieniujacych 3 wychodzi przez przewód 7 gaz egzotermiczny, skladajacy sie z okolo 2% H2, 2% CO, 2% H20, 10% C02 i reszta N2. Ten gaz egzotermiczny jest przeprowadzony przez przez chlodnice 14, przy czym oddzielona wode doprowadza sie przez oddzielacz wody 15. Gaz egzotermiczny jest teraz wprowadzony za pomoca pompy 16 do komory spalania 2 i jest odprowadzany przez przewód spalinowy 17. Przez 18 oznaczono przyrzad do analizy gazu polaczony z przewodem spalinowym 17, który sluzy do nadzorowania skladu gazów spalinowych.Po nalozeniu wsadu 10 do komory pieca 2 wypierane jest powietrze znajdujace sie w komorze pieca 2 za pomoca gazu egzotermicznego tloczonego pompa 16, podczas gdy równoczesnie nagrzewa sie atmosfere komory pieca do okolo 570°C, to znaczy do temperatury azotowania. Nadwyzke gazu egzotermicznego wydmuchuje sie przy tym na zewnatrz przez przewód 19.Po osiagnieciu temperatury azotowania wprowadza sie przez przewód 20 dodatkowo NH3 do komory pieca 2, dopóki nie zostanie osiagniety zadny potencjal azotowania, bedacy funkcja P|\iH3/P|-l2 1/5 zawierajacy sie w granicach 0,5 do 5, podczas, gdy stosunek cisnienia czastkowego Pco^C02 w komorze 2 pieca utrzymuje sie w granicach 1 do 10.Przy koncu czasu wlasciwej obróbki zamyka sie doplyw NH3 przez przewód 20, po czym w odpowiedniej chwili wyjmuje sie ochlodzone czesci z komory 2 pieca.Gdy przedstawiony na fig. 1 piec jest zaopatrzony w sluze dostosowana do komory 2 spalania, wówczas oplukuje sie ja gazem egzotermicznym, przez co w komorze spalania utrzymuje sie stale atmosfere azotujaca o podobnym potencjale azotowania i wymienionym stosunku cisnien czastkowych tlenku wegla i dwutlenku wegla.W miejsce opisanego sposobu lub dodatkowo do sposobu wprowadzania gazu egzotermicznego do komory 2 mozna przewidziec mozliwosc wprowadzania do komory 2 mieszaniny dwutlenku wegla i azotu, na przyklad z butli. Jest to potrzebne szczególnie wtedy, gdy ogrzewanie komory 2 nastepuje inna metoda, na przyklad4 94 422 elektrycznie, wskutek czego nie ma do dyspozycji zadnego gazu egzotermicznego, jako gazu spalinowego z grzewczych rur promieniujacych 3.W przelotowym piecu strefowym do pracy ciaglej, przedstawionym na rysunku (fig. 2) odpowiednie czesci sa oznaczone tymi samymi cyframi co dla pieca komorowego wedlug fig. 1.Komora 2 pieca, w której na odpowiednio dostosowanym transporterze, na przyklad przepuszczalnym dla gazu trzonie samotokowym 22, znajduje sie wsad 10, jest zamknieta z obu stron zasuwami 23, 24. Komora 2 pieca zawiera 11 dmuchawe nawiewna, która wytwarza przeplyw gazu zgodnie ze strzalkami, co zapewnia to, ze wsad 10 jest dokladnie omywany gazem tworzacym atmosfere pieca. I tu równiez, podobnie jak w piecu (fig. 1) pod wsadem 10 moze byc umieszczona warstwa katalizatora z utlenionego zelaza, przez która bedzie przeplywal gaz nawiewny, co nie zostalo ze wzgledu na lepsza przejrzystosc pokazane na rysunku (fig. 1).Z kazdej strony komory 2 pieca umieszczone sa sluzy 25, 26, które zamkniete sa od strony zewnetrznej drzwiami 27, 28.Zaladowanie zgodnie z taktem komory 2 pieca nowym wsadem odbywa sie z urzadzenia zaladowczego 29 pokazanego schematycznie, przy czym przy otwartych drzwiach 27 zasuwa 23 prowadzaca do komory 2 pieca jest zamknieta, co jest zapewnione przez odpowiednia blokade obu drzwi. Wsad 10 znajdujacy sie w komorze 2 pieca przemieszcza sie po zakonczeniu obróbki i otwarciu zasuwy 24 do sluzy 26, po czym po zamknieciu zasuwy 24 i otwarciu zasuwy 23 wprowadza sie do komory pieca wsad 10 znajdujacy sie w sluzie 25. W sluzie 26 znajduje sie stanowisko kapieli hartujacej oznaczone cyfra 30. Wsad zaleznie od wyboru, podlega hartowaniu lub tez jest chlodzony w sluzie gazem. Zahartowany tub ochlodzony wsad 10 przenosi sie nastepnie po otwarciu drzwi 28 na pokazane schematycznie urzadzenie odprowadzajace oznaczone cyfra 31.Podczas gdy na rysunku przedstawiono jedynie schmetycznie jeden wsad 10, mozna sobie oczywiscie wyobrazic w ten sposób wieksza komore pieca, w której znajduje sie wieksza liczba miejsc na wsad.Piec przedstawiony na rysunku (fig. 2) prowadzi sie nastepujaco.Po otwarciu drzwi 27, 28 zaladowuje sie nowym wsadem 10 tak zwana sluze wlotowa 25, podczas gdy tak zwana sluza chlodzaca 26 podlega oprózniar iu. Komora 2 pieca jest przy tym zamknieta zasuwami 23, 24. Po zamknieciu drzwi 27, 28 sluzy nastepuje wypieranie z nich powietrza gazem egzotermicznym, który doprowadza sie ze zródla gazu nie pokazanego na rysunku przez przewody 32, 33. W tym celu sluzy 25, 26 sa dolaczone do przewodów wylotowych 34, 35, które ze swej strony wpadaja do zbiorczego przewodu spalin 17. Przez przewody 32, 33 doprowadza sie stale gaz egzotermiczny do sluz 25, 26, wskutek czego ma miejsce stale przepuszczanie gazu przez sluzy.Po zakonczeniu obróbki wsadu 10 znajoujacego sie w komorze 2 pieca otwiera sie zasuwy 23, 24 i zaladowuje na nowo komore 2 pieca w sposób wyzej opisany, po czym zamyka sie znowu zasuwy 23, 24.W komorze pieca 2 utrzymuje sie stale atmosfere pieca zapewniajaca sredni potencjal azotowania bedacy funkcja stosunku Pnh3/Ph2 1#5 zawarty w granicach 0,5—5 przy stosunku cisnien czastkowych Pco/Pco2 równym 1—10. W tym celu doprowadza sie do komory 2 pieca stale przez przewód 36 gaz egzotermiczny o odpowiednim skladzie i odpowiedniej ilosci, podczas gdy doplyw NH3 odbywa sie równiez stale przez przewód 37. Przewody 36, 37 znajdujace sie w poblizu komory 2 pieca i sa od punktów 36a i 37a prowadzone wspólosiowo w stosunku do siebie tak, ze NH3 i gaz egzotermiczny mieszaja sie razem dopiero w chwili wlotu do komory 2 pieca. Komora 2 pieca jest poza tym przez przewód 38 polaczona ze zbiorczym przewodem spalin 17, wskutek tego ustalaja sie stale warunki cisnienia. W komorze 2 pieca utrzymywana jest stale temperatura korzystnie okolo 570°C.Ogrzewanie komory pieca nie jest pokazane szczególowo na rysunku (fig. 2).Moze byc przeprowadzone w dowolny sposób albo za pomoca grzewczych rur promieniujacych lub za pomoca elektrycznych elementów grzewczych. Przy stosowaniu grzewczych rur promieniujacych mozna podobnie jak przy poprzednio opisanym piecu (fig. 1) wytwarzac gaz egzotermiczny za pomoca odpowiedniego nastawienia skladu gaz opalowy-powietrze.Charakterystyka wytwarzanych sposobem wedlug wynalazku warstw weglikowo-azotkowych o strukturze e jest przedstawiona w nizej podanych przykladach.Przyklad I. Próbki z zelaza (o grubosci 60 /Lim) o zawartosci 0,1% C utrzymywano w atmosferze skladajacej sie z 40% NH3f 35% H2, 5% H20, 5% CO, 2% C02 i 13% N2 /PNh3/Ph2 1,5 = 1,9, PCo/pco2 - - 2,5/ przy cisnieniu 1,05 atmosfery przez 2 godziny, w temperaturze 570°C.W wyniku obróbki na próbkach powstala równomierna i scisla warstwa weglikowo-azotkowa o strukturze € o grubosci 14/im. Srednia zawartosc wegla w próbkach z zelaza wzrosla do 0,7%. Poniewaz wegiel rozpuszcza sie tylko w warstwie fazy e, natomiast nie w rdzeniu próbek utworzonym z zelaza a, zawartosc wegla w warstwie fazy e jest znacznie wyzsza.Przyklad 11. Do komory taktowego pieca okresowego strefowego (fig. 2) wprowadzono w temperatu¬ rze 570° mieszanine amoniaku i gazu egzotermicznego, w której stosunek skladników wynosil 1:1, podczas gdy94 422 5 do sluz nadmuchiwano jedynie gaz egzotermiczny. Gaz egzotermiczny mial nastepujacy sklad w% objetoscio¬ wych : 2% CO, 2% H2 0, 10% C02 i reszta N2.Wsad skladal sie z czesci ze stali niestopowej « 0,1% C).W komorze pieca, w której atmosfera gazowa znajdujaca sie ponad wsadem byla przetwarzana przez katalizator zelazny, byla wytworzona nastepujaca atmosfera: 25% NH3, 23% H2# 3,5% CO, 3,5% C02, 1,5% C02, 43,5% N2, (PNH3/pH2 1,5 = 2,3, PCO/Pco2 = 2,3).Po 2 godzinach obróbki powstala na powierzchni elementów wsadu równomierna i szczelna warstwa weglikowo-azotkowa o strukturze e o grubosci 18 jum. Zawartosc wegla w próbach zelaza zawartych we wsadzie, których grubosc wynosila 60 jum, podniosla sie srednio z 0,1% do 0,4%.Obydwa przyklady wskazuja wyraznie, ze sposób wedlug wynalazku umozliwia przeprowadzenie równo¬ czesnego azotowania i naweglania z wytworzeniem fazy e bez dodawania do atmosfery azotujacej weglowodorów lub wybuchowych gazów. PL
Claims (13)
- Zastrzezenia patentowe 1. Sposób azotonaweglania gazowego wyrobów ze stopów zelaza z wytwarzaniem fazy e na ich powierzchni prowadzony w komorze pieca, wewnatrz której utrzymuje sie temperature 500—650°C oraz atmosfere zawieraja¬ ca czesciowo rozlozony, ewentualnie rozrzedzony azotem amoniak oraz 2—20% objetosciowych mieszaniny tlenku wegla i dwutlenku wegla, znamienny tym, ze podczas obróbki utrzymuje sie atmosfere pieca, w której stosunek cisnien czastkowych amoniaku i wodoru jest taki, ze potencjal azotowania bedacy funkcja stosunku Pnh3/P|-i2 1#5 wynosi 0,5—5 a stosunek cisnien czastkowych tlenku wegla i dwutlenku wegla pCo/pco2 równy jest 1-10.
- 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze azotonaweglanie prowadzi sie w temperaturze 570°C. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze azotonaweglanie prowadzi sie w atmosferze, która stanowi mieszanina amoniaku i nieoczyszczonego gazu egzotermicznego w stosunku ilosciowym zawartym w granicach 1 : 0,3—1 :
- 3.
- 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze stosuje sie gaz egzotermiczny, w którym suma skladników palnych stanowi mniej niz 5% objetosciowych.
- 5. Sposób wedlug zastrz. 3, albo 4, przystosowany do wykorzystania w piecach, których komory ogrzewane sa paliwem gazowym, znamienny tym, ze stosuje sie gaz egzotermiczny wytworzony w wyniku ogrzewania komory pieca i oczyszczony z domieszek pary wodnej.
- 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze stosuje sie gaz egzotermiczny o ustalonym skladzie, który reguluje sie na drodze kontrolowania stosunku skladników mieszaniny gaz opalowy-powietrze wykorzystywanej do ogrzewania komory pieca.
- 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze azotonaweglanie prowadzi sie w obecnosci subtelnie rozdrobnionego katalizatora, który stanowi zelazo, ewentualnie równomiernie osadzone na nosniku o strukturze porowatej.
- 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze jako katalizator stosuje sie zelazo w postaci utlenionej.
- 9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze zuzyty katalizator w postaci zredukowanej regeneruje sie na drodze utleniania przez doprowadzenie powietrza do komory spalania.
- 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawartosc wegla w warstwie weglikowo-azotko- wej w fazie e reguluje sie poprzez kontrolowanie zawartosci wodoru w gazie stanowiacym atmosfere komory pieca.
- 11. Sposób wedlug zastrz. 3, albo 4, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, przystosowany do wykorzystania w piecach okresowych bez sluz, znamienny tym, ze po zaladowaniu poddawanych obrcbce wyrobów do komory pieca, komore nagrzewa sie do temperatury azotowania, przy czym w trakcie nagrzewania usuwa sie z komory powietrze na drodze przedmuchiwania jej gazem egzotermicznym, a nastepnie po osiagnieciu pozadanej temperatury obróbki do atmosfery komory wprowadza sie równiez amoniak, którego doplyw zamyka sie na poczatku okresu chlodzenia nastepujacego bezposrednio po okresie wlasciwej obróbki, po czym ochlodzone wyroby wyjmuje sie z komory pieca.
- 12. Sposób wedlug zastrz. 3, albo 4, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10 przystosowany do wykorzystania w taktowych piecach okresowych strefowych ze sluzami, znamienny tym, ze w komorze6 94 422 oraz pieca przeznaczonej do wlasciwej obróbki utrzymuje sie stale atmosfere zawierajaca gaz egzotermiczny ura* amoniak, zas do stref sluzowych doprowadza sie gaz egzotermiczny w ilosci dostatecznej do calkowitego wyparcia powietrza ze sluzy w okresie trwania jednego taktu.
- 13. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 4, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, znamienny tym, ze gaz egzotermiczny oraz amoniak wprowadza sie do komory pieca poprzez rury wspólsrodkowe. NH3^ 32 38 37 36a 36 37a ,E 33 35 ) f 29 25 23 2 22 io 11 24 10 30 Fig. 2 "czyteTniai r * Prac. Pollgrat. UKHHL naklad 120+18 Cena 10 zl PL
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2324918A DE2324918C3 (de) | 1973-05-17 | 1973-05-17 | Verfahren zur Herstellung von Epsilon-Karbonitridschichten auf Teilen aus Eisenlegierungen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL94422B1 true PL94422B1 (pl) | 1977-08-31 |
Family
ID=5881202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1974171095A PL94422B1 (pl) | 1973-05-17 | 1974-05-15 | Sposob azotonaweglania gazowego wyrobow ze stopow zelaza z wytworzeniem fazy epsilon na ich powierzchni |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4003764A (pl) |
| AT (1) | AT343160B (pl) |
| BR (1) | BR7403977D0 (pl) |
| DD (1) | DD113773A5 (pl) |
| DE (1) | DE2324918C3 (pl) |
| FR (1) | FR2229784B1 (pl) |
| GB (1) | GB1461295A (pl) |
| IT (1) | IT1020619B (pl) |
| PL (1) | PL94422B1 (pl) |
| SE (1) | SE390826B (pl) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2419997C2 (de) * | 1974-04-25 | 1986-02-27 | Ruhrgas Ag, 4300 Essen | Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung härtbarer bzw. verschleißfester Oberflächenschichten von Stahlteilen in einem Glühofen |
| SU643549A1 (ru) * | 1975-11-21 | 1979-01-25 | Волжское объединение по производству легковых автомобилей | Способ карбонитрировани стальных и чугунных изделий |
| US4049473A (en) * | 1976-03-11 | 1977-09-20 | Airco, Inc. | Methods for carburizing steel parts |
| JPS553863A (en) * | 1978-06-27 | 1980-01-11 | Honda Motor Co Ltd | Treating method of prime coat by gas softening nitriding |
| FR2430987A1 (fr) * | 1978-07-12 | 1980-02-08 | Honda Motor Co Ltd | Procede et appareil pour les traitements de brasage au four en continu et de nitruration douce d'articles en fer |
| US4342605A (en) * | 1979-07-05 | 1982-08-03 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Gas soft-nitriding method |
| DE2930444C2 (de) * | 1979-07-26 | 1983-07-21 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokyo | Gas-Weichnitrierverfahren |
| DE3174489D1 (en) * | 1980-12-10 | 1986-05-28 | Lucas Ind Plc | Link and windscreen wiper mechanism including same |
| KR890001030B1 (en) * | 1981-12-16 | 1989-04-20 | Ae Plc | Nitro-carburizing treatment method and metal ring |
| US4417927A (en) * | 1982-03-29 | 1983-11-29 | General Electric Company | Steel nitriding method and apparatus |
| GB8507230D0 (en) * | 1985-03-20 | 1985-04-24 | Lucas Ind Plc | Thin flat article with hardened surfaces |
| JPH0791628B2 (ja) * | 1989-12-22 | 1995-10-04 | 大同ほくさん株式会社 | 窒化炉装置 |
| US5186764A (en) * | 1990-02-13 | 1993-02-16 | Viscodrive Gmbh | Method and apparatus for treating plates with gas |
| US5606056A (en) * | 1994-05-24 | 1997-02-25 | Arizona Board Of Regents | Carbon nitride and its synthesis |
| US5573864A (en) * | 1994-10-25 | 1996-11-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Transparent carbon nitride films and compositions of matter comprising transparent carbon nitride films |
| US5981094A (en) * | 1996-01-04 | 1999-11-09 | The Carnegie Institution Of Washington | Low compressibility carbon nitrides |
| RU2148677C1 (ru) * | 1998-06-26 | 2000-05-10 | Московский государственный автомобильно-дорожный институт (Технический университет) | Способ низкотемпературного азотирования стальных деталей |
| DE102012019653A1 (de) * | 2012-10-08 | 2014-04-10 | Ipsen International Gmbh | Gasdichter schutzgasbegaster Industrieofen, insbesondere Kammerofen, Durchstoßofen, Drehherdofen oder Ringherdofen |
| WO2015073098A2 (en) * | 2013-08-27 | 2015-05-21 | University Of Virginia Patent Foundation | Three-dimensional space frames assembled from component pieces and methods for making the same |
| CN114774836B (zh) * | 2022-04-11 | 2024-04-12 | 田茂林 | 一种渗碳、碳氮共渗加热炉 |
| PL446929A1 (pl) * | 2023-11-30 | 2025-06-02 | Seco/Warwick Spółka Akcyjna | Piec do obróbki cieplnej |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1995314A (en) * | 1931-11-21 | 1935-03-26 | Adolph W Machlet | Process of casing steel articles |
| US2472320A (en) * | 1941-02-05 | 1949-06-07 | Ford Motor Co | Method of heat-treating steel |
| NL279818A (pl) * | 1961-07-17 | 1900-01-01 | ||
| US3228807A (en) * | 1964-07-02 | 1966-01-11 | Lucas Industries Ltd | Surface treatment of mild steel |
| US3399085A (en) * | 1965-12-22 | 1968-08-27 | United States Steel Corp | Method of nitriding |
| DE1521450C3 (de) * | 1966-01-21 | 1975-05-15 | Bohumil Dr.-Ing. Prag Prenosil | Atmosphäre für das !Carbonitrieren von Baustahl und Gußeisen bei niedrigen Temperaturen |
| DE1533964B2 (de) * | 1967-03-23 | 1975-11-13 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt | Ofen zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in Schutz- oder Trägergas |
| FR2063287A5 (en) * | 1969-09-10 | 1971-07-09 | Peugeot & Renault | Gaseous nitriding of steels |
| GB1351234A (en) * | 1970-07-21 | 1974-04-24 | Nissan Motor | Process for forming a soft nitride layer in a metal surface |
-
1973
- 1973-05-17 DE DE2324918A patent/DE2324918C3/de not_active Expired
-
1974
- 1974-04-02 AT AT274174A patent/AT343160B/de not_active IP Right Cessation
- 1974-04-29 FR FR7414890A patent/FR2229784B1/fr not_active Expired
- 1974-05-08 US US05/467,913 patent/US4003764A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-05-13 GB GB2100374A patent/GB1461295A/en not_active Expired
- 1974-05-15 PL PL1974171095A patent/PL94422B1/pl unknown
- 1974-05-15 DD DD178520A patent/DD113773A5/xx unknown
- 1974-05-16 BR BR3977/74A patent/BR7403977D0/pt unknown
- 1974-05-16 IT IT7468576Q patent/IT1020619B/it active
- 1974-05-16 SE SE7406524A patent/SE390826B/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE390826B (sv) | 1977-01-24 |
| ATA274174A (de) | 1977-09-15 |
| IT1020619B (it) | 1977-12-30 |
| US4003764A (en) | 1977-01-18 |
| DE2324918C3 (de) | 1983-12-08 |
| DD113773A5 (pl) | 1975-06-20 |
| GB1461295A (en) | 1977-01-13 |
| FR2229784B1 (pl) | 1978-02-03 |
| AT343160B (de) | 1978-05-10 |
| DE2324918B2 (de) | 1976-11-18 |
| DE2324918A1 (de) | 1974-12-05 |
| BR7403977D0 (pt) | 1974-12-03 |
| FR2229784A1 (pl) | 1974-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL94422B1 (pl) | Sposob azotonaweglania gazowego wyrobow ze stopow zelaza z wytworzeniem fazy epsilon na ich powierzchni | |
| JP2024028764A (ja) | 1または複数の生成物を生産するための方法及び反応器 | |
| US4049473A (en) | Methods for carburizing steel parts | |
| US4049472A (en) | Atmosphere compositions and methods of using same for surface treating ferrous metals | |
| US8333852B2 (en) | Method for conditioning process gases for the heat treatment of metallic work pieces in industrial furnaces | |
| JPH0617501B2 (ja) | 金属熱処理方法 | |
| JP2009270758A (ja) | 箱型無酸化熱処理炉 | |
| KR910004557B1 (ko) | 가스침탄방법 및 장치 | |
| US4359351A (en) | Protective atmosphere process for annealing and or spheroidizing ferrous metals | |
| US5133813A (en) | Gas-carburizing process and apparatus | |
| US5225144A (en) | Gas-carburizing process and apparatus | |
| JP2025109984A (ja) | 鋼部材の窒化処理方法 | |
| US9540721B2 (en) | Method of carburizing | |
| GB2153855A (en) | Stainless steel case hardening process | |
| JPS642168B2 (pl) | ||
| US846444A (en) | Process of making metallic oxids. | |
| Ahmed et al. | Effect of HYL process parameters on the quality of iron ore reduction | |
| CA1108864A (en) | Direct-reduction process carried out in a rotary kiln | |
| EP0063655B1 (en) | Process for carburizing ferrous metals | |
| US5827375A (en) | Process for carburizing ferrous metal parts | |
| JPS585259B2 (ja) | ガス浸炭方法及び装置 | |
| US6264911B1 (en) | Production method of iron carbide | |
| RU2840660C1 (ru) | Способ регулирования содержания углерода в металлизованных окатышах | |
| Tikhonov et al. | Intensification of carburizing (carbonitriding) in mass production | |
| JPH03291368A (ja) | 真空浸炭方法及び真空浸炭炉 |