Przedmiotem wynalazku jest sposób tlenoazotowania powierzchni wyrobów metalowych, zwlaszcza
narzedzi ze stali szybkotnacych.The subject of the invention is a method of oxynitriding the surface of metal products, in particular
high speed steel tools.
Tlenoazotowanie wedlug polskich opisów patentowych nr 69680 i nr 64731, przeprowadza sie w retortach
pieców glównie wglebnych, typowo uzywanych do obróbki cieplnej, do których doprowadza sie mieszanine
amoniaku i pary wodnej lub wody, wzglednie wode amoniakalna. Dla przeprowadzenia procesu tlenoazotowania
znanymi sposobami trzeba bylo po zaladowaniu retorty zamknac ja, wstawic do pieca, wstepnie podgrzac wsad,
przeplukac retorte mieszanina pary wodnej i amoniaku, aby usunac z niej powietrze, nagrzac wsad,
przeprowadzic proces, chlodzic wsad i równoczesnie plukac retorte para wodna, a nastepnie otworzyc retorte
w celu wyjecia wsadu. Cely ten proces jest czaso- i pracochlonny, a ponadto wymaga dodatkowego urzadzenia
tak zwanego przepustu gazów odlotowych w celu zapobiezenia zanieczyszczeniu otoczenia amoniakiem. ,
Przedmiotem wynalazku jest sposób tlenoazotowania wyrobów metalowych w zlozu materialu sypkiego
takiego jak piasek, sfluidyzowanego mieszanina pary wodnej i amoniaku, stanowiaca zarazem srodek
tlenoazotowania.According to Polish patents No. 69680 and No. 64731, oxygen nitriding is carried out in retorts
mainly submersible furnaces, typically used for heat treatment, to which the mixture is fed
ammonia and steam or water, or ammonia water. To carry out the oxynitriding process
known methods, after loading the retort, it was necessary to close it, put it in the furnace, preheat the charge,
rinse the retort with a mixture of water vapor and ammonia to remove air from it, heat the load,
carry out the process, cool the batch and at the same time rinse the retort with water vapor, and then open the retort
to remove the load. Cely this process is time-consuming and labor-intensive, and requires additional equipment
the so-called exhaust gas passage to prevent contamination of the surroundings with ammonia. ,
The subject of the invention is a method of oxynitriding metal products in a bed of loose material
such as sand, a fluidized mixture of water vapor and ammonia as a medium
oxynitrification.
W sposobie wedlug wynalazku, zloze materialu sypkiego nagrzewa sie za pomoca elementów grzejnych do
temperatury 450 do 650°C, po czym przez to zloze lub przez pozostala przestrzen nagrzana elementami
grzejnymi przeprowadza sie wode, która nastepnie w postaci pary wodnej kieruje sie do przestrzeni pod zlozem
materialu sypkiego przy jednoczesnym doprowadzeniu do tej przestrzeni amoniaku. Atmosfera z mieszaniny
pary wodnej i amoniaku przechodzi przez zloze materialu sypkiego, w którym umieszczone sa wyroby
poddawane obróbce. Po zakonczeniu procesu tlenoazotowania przeprowadza sie schladzanie wyrobów
w stygnacych gazach odlotowych, uchodzacych znad zloza, po czym gazy odlotowe spala sie w plomieniu gazu
opalowego. ¦
Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest szybki rozruch ze wzgledu na duza przewodnosc cieplna zloza
sfluidyzowanego, szybkie nagrzanie wsadu i krótszy czas procesu ze wzgledu na intensywne przenoszenie ciepla2 95 443
i wzmaganie procesów adsorpcyjnych w zlozu sfluidyzowanym, wyeliminowanie czynnosci zamykania,
otwierania i plukania retorty, umozliwienie równoczesnego poddawania obróbce róznych wsadów w róznym
czasie z zaladowaniem i wyladowaniem zadanego przedmiotu w dowolnej chwili, a ponadto uzyskanie wiekszej
równomiernosci rozkladu temperatury tlenoazotowania w zlozu niz w znanych sposobach, ze wzgledu na
wlasnosci zloza fluidalnego wyrównywania temperatury.In the method according to the invention, the bed of bulk material is heated by means of heating elements for
a temperature of 450 to 650 ° C, and then by this bed or by the remaining space heated by the elements
With heating, water is led, which is then directed to the space under the bed in the form of water vapor
bulk material while supplying this space with ammonia. The atmosphere of the mixture
water vapor and ammonia passes through the bulk material bed in which the products are placed
treated. After the end of the nitriding process, the products are cooled down
in the cooling off-gas exiting the bed, after which the off-gas is burnt in a gas flame
opaline. ¦
The advantage of the method according to the invention is a quick start-up due to the high thermal conductivity of the bed
fluidized, quick heating of the charge and shorter process time due to the intensive heat transfer2 95 443
and enhancement of adsorption processes in the fluidized bed, elimination of the closing activity,
opening and rinsing of the retort, enabling the simultaneous treatment of various batches in different
time with the loading and unloading of the desired item at any time, and moreover getting more
the uniformity of the temperature distribution of oxynitration in the deposit than in known methods, due to
properties of the fluidized bed temperature equalization.
Przyklad Do pieca fluidyzacyjnego o powierzchni rusztu 25 cm3 wsypano jako zloze piasek
odlewniczy o ziarnistosci 0,08-02 mm do wysokosci 15 cm. Wlaczono ogrzanie pieca podnoszac stopniowo jego
temperature do 550°C. W temperaturze okolo 200°C do pieca zaczeto doprowadzac wode w ilosci 72 ml/h. Po
przeplukaniu ukladu para wodna, zapalono palnik gazowy dla spalania gazów odlotowych i wlaczono doplyw
amoniaku w ilosci 100 l/h. Po podwyzszeniu sie temperatury do 550°C wlozono do zloza narzynki M12 ze stali
szybkotnacej SW 12C. Po 30 minutach wyjeto narzynki ze zloza, przetrzymano 10 minut nad zlozem dla
obnizenia ich temperatury do okolo 300°C, po czym wyjeto je z pieca. Przeprowadzone badania wykazaly, ze na
powierzchni narzynek utworzyla sie warstwa dyfuzyjna o twardosci o 62 jednostki HV1 wyzsza od twardosci
stali przed obróbka.Example Sand was poured as a bed into a fluidised bed furnace with a grate surface of 25 cm3
foundry with a grain size of 0.08-02 mm up to a height of 15 cm. The furnace was heated by gradually increasing it
temperature up to 550 ° C. At a temperature of around 200 ° C, 72 ml / h of water was supplied to the furnace. After
flushing the system with steam, the gas burner was ignited to burn the exhaust gas and the power supply was turned on
ammonia in the amount of 100 l / h. After the temperature was increased to 550 ° C, M12 steel dies were inserted into the bed
high speed SW 12C. After 30 minutes, the dies were removed from the bed, and 10 minutes were kept above the bed for
lowering their temperature to about 300 ° C, after which they were taken out of the oven. The conducted research showed that on
the surface of the dies formed a diffusion layer with a hardness of 62 HV1 units higher than that
steel before machining.