[go: up one dir, main page]

RU2017860C1 - Method for gas cementation of large-sized articles - Google Patents

Method for gas cementation of large-sized articles Download PDF

Info

Publication number
RU2017860C1
RU2017860C1 SU4897698A RU2017860C1 RU 2017860 C1 RU2017860 C1 RU 2017860C1 SU 4897698 A SU4897698 A SU 4897698A RU 2017860 C1 RU2017860 C1 RU 2017860C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
natural gas
furnace
volume
carbon potential
atmosphere
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ф.С. Полойко
Л.Ф. Короткова
Ю.А. Савлев
Original Assignee
Полойко Феликс Соломонович
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 Полойко Феликс Соломонович filed Critical Полойко Феликс Соломонович
Priority to SU4897698 priority Critical patent/RU2017860C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2017860C1 publication Critical patent/RU2017860C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: processing large-sized articles. SUBSTANCE: articles are heated, heating time being 0.33-0.44 of diffusion sustaining time at carbon potential of atmosphere 0.1-0.2. Sustaining time is 0.32-0.85 of diffusion sustaining time at carbon potential 0.7-0.8. Then articles are cooled, cooling time being 0.009-0.11 of diffusion sustaining time at carbon potential of atmosphere 1.2-1.3. The process is carried out in atmosphere of nitrogen, natural gas and air during their uninterrupted circulation. Quantity of nitrogen which is fed for all the stages of the process during 1 h is 0.95-1.0 of furnace's volume. Natural gas is fed by main and regulating canals at volumes 0.6-0.7 and 0.3-0.4 respectively. EFFECT: increases working period of articles. 1 tbl

Description

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам химико-термической обработки, применяемой в машиностроении и других отраслях промышленности. The invention relates to inorganic chemistry, in particular to methods of chemical-thermal treatment used in mechanical engineering and other industries.

Известен способ газовой цементации стальных изделий в условиях направленной циркуляции, включающий стадии нагрева, насыщения, диффузии и подстуживания, при котором цементационная атмосфера в печи создается путем подачи в рабочее пространство эндотермического газа от эндотермической установки и регулируемой добавки углеводородного газа (природного газа, городского газа, пропана, бутана и др.). A known method of gas cementation of steel products in the directional circulation, including the stage of heating, saturation, diffusion and chilling, in which the cementation atmosphere in the furnace is created by feeding endothermic gas into the working space from an endothermic installation and a controlled addition of hydrocarbon gas (natural gas, city gas, propane, butane, etc.).

Наиболее близким к предложенному способу является принятый за прототип способ газовой цементации крупногабаритных стальных изделий, включающий нагрев в атмосфере азота, природного газа и воздуха, диффузионную выдержку и подстуживание с заданным значением углеродного потенциала на каждой стадии процесса в условиях непрерывной циркуляции. Closest to the proposed method is the gas cementation method adopted for the prototype of large-sized steel products, including heating in an atmosphere of nitrogen, natural gas and air, diffusion holding and curing with a given value of the carbon potential at each stage of the process under continuous circulation.

Недостатком известного способа является недостаточная величина коэффициента массоотдачи β, малая глубина площадки цементации и как следствие этого низкая равномерность обработки, что приводит к уменьшению срока службы изделий. The disadvantage of this method is the insufficient value of the coefficient of mass transfer β, the shallow depth of the cementation site and, as a result, the low uniformity of processing, which leads to a decrease in the service life of the products.

Целью изобретения является повышение равномерности обработки и увеличение за счет этого срока службы изделий. The aim of the invention is to increase the uniformity of processing and increase due to this service life of products.

Поставленная цель достигается тем, что в способе газовой цементации крупногабаритных стальных изделий, включающем нагрев в атмосфере азота, природного газа и воздуха, диффузионную выдержку подстуживание с заданным значением углеродного потенциала на каждой стадии процесса в условиях непрерывной циркуляции, азот подается в печь за 1 ч на всех стадиях обработки в количестве 0,95-1,0 объема печи, природный газ подается в рабочий объем по основному и регулирующему каналам на всех станциях процесса с подачей 0,6-0,7 объема природного газа по основному и 0,3-0,4 - по регулирующему каналу, нагрев ведут в течение 0,33-0,44 от времени диффузионной выдержки при углеродном потенциале атмосферы 0,1-0,2 с подачей за 1 ч углеводородной смеси в количестве 0,9-1,0 объема печи при соотношении воздуха и природного газа 0,01-0,15, диффузионную выдержку ведут сначала в течение 0,32-0,85 от всего времени при углеродном потенциале 1,2-1,3 с подачей за 1 ч смеси в количестве 1,7-1,75 от объема печи при соотношении воздуха и природного газа 0,75-0,8, а затем в течение 0,15-0,68 при углеродном потенциале 0,7-0,8 с подачей за 1 ч смеси в количестве 1,7-1,75 объема печи при соотношении воздуха и природного газа 0,9-0,95, а подстуживание осуществляют в течение 0,09-0,11 от времени диффузионной выдержки при углеродном потенциале атмосферы 1,2-1,3 с подачей за 1 ч углеводородной смеси в количестве 1,65-1,7 от объема печи при соотношении воздуха и природного газа 0,65-0,7. This goal is achieved by the fact that in the method of gas cementation of large-sized steel products, including heating in an atmosphere of nitrogen, natural gas and air, diffusion holding undercoating with a given value of the carbon potential at each stage of the process under continuous circulation, nitrogen is fed into the furnace for 1 h at at all stages of processing in the amount of 0.95-1.0 of the furnace volume, natural gas is supplied to the working volume through the main and control channels at all process stations with the supply of 0.6-0.7 natural gas volumes ohm and 0.3-0.4 - through the control channel, heating is carried out for 0.33-0.44 of the time of diffusion exposure at a carbon potential of the atmosphere of 0.1-0.2 with a supply of 1 hour hydrocarbon mixture in an amount of 0 , 9-1.0 of the furnace volume with a ratio of air and natural gas of 0.01-0.15, diffusion exposure is carried out first for 0.32-0.85 of the total time at a carbon potential of 1.2-1.3 with a feed for 1 h of the mixture in an amount of 1.7-1.75 of the volume of the furnace with a ratio of air and natural gas 0.75-0.8, and then for 0.15-0.68 with a carbon potential of 0.7-0, 8 with the supply for 1 h of the mixture in quantity 1.7-1.75 volume of the furnace with a ratio of air and natural gas 0.9-0.95, and undermining is carried out for 0.09-0.11 from the time of diffusion exposure at a carbon potential of the atmosphere of 1.2-1.3 with a supply for 1 h of a hydrocarbon mixture in an amount of 1.65-1.7 of the volume of the furnace with a ratio of air and natural gas of 0.65-0.7.

Предлагаемый способ газовой цементации реализован следующим образом. The proposed method of gas cementation is implemented as follows.

В цементационную печь, например шахтную, в которой осуществляется циркуляция атмосферы посредством вентилятора со скоростью 0,6 м/c; 1,2 м/c-1,5 м/c подают (непосредственно в рабочее пространство) азот, природный газ и воздух. In a cementing furnace, for example a shaft furnace, in which the atmosphere is circulated by a fan at a speed of 0.6 m / s; 1.2 m / s-1.5 m / s serves (directly into the working space) nitrogen, natural gas and air.

Природный газ подается в рабочий объем печи по основному к регулирующему каналам на всех стадиях процесса с подачей 0,6-0,7 объема природного газа по основному каналу и 0,3-0,4 - по регулирующему каналу. Процесс цементации крупногабаритных стальных изделий осуществляется по следующим стадиям: нагрев, насыщение, диффузия и подстуживание. На всех стадиях обработки азот подается в печь за 1 ч в количестве 0,95-1,0 объема печи. Natural gas is fed into the working volume of the furnace through the main channel to the control channels at all stages of the process with the supply of 0.6-0.7 volume of natural gas through the main channel and 0.3-0.4 through the control channel. The cementation process of large-sized steel products is carried out according to the following stages: heating, saturation, diffusion and curing. At all stages of the treatment, nitrogen is fed into the furnace for 1 h in the amount of 0.95-1.0 of the furnace volume.

Эксперименты были проведены на шахтной электропечи фирмы "Нортроп" в ПО "Куйбышевбурмаш". Обработке подвергались детали буровых долот-лап и шарошек из стали 14ХНЗМА и 15НЗМА. The experiments were conducted on a Northrop mine electric furnace at the Kuibyshevburmash Production Association. The details of the drill bit-paws and cones made of steel 14KHNZMA and 15NZMA were subjected to processing.

Загрузку изделий в шахтные печи производили в корзинах с решетчатым дном. Для защиты изделий от прямого излучения нагревателей между ними устанавливали тепловой экран (муфель). Products were loaded into shaft furnaces in baskets with a trellised bottom. To protect products from direct radiation from heaters, a heat shield (muffle) was installed between them.

Печи оборудованы вентиляторами, расположенными в поду печи, создающими интенсивную циркуляцию печной атмосферы. Подвод контролируемой атмосферы выполнен также в нижней части печи. Герметичность рабочего пространства печи достигается с помощью песочных затворов. Объем рабочего пространства печи ≈ 3,4 м3. Требуемая глубина цементации 1,8-1,9 мм, продолжительность процесса цементации 9 ч.The furnaces are equipped with fans located in the hearth of the furnace, creating an intense circulation of the furnace atmosphere. The controlled atmosphere was also supplied at the bottom of the furnace. The tightness of the working space of the furnace is achieved using sand shutters. The volume of the working space of the furnace is ≈ 3.4 m 3 . The required depth of cementation is 1.8-1.9 mm, the duration of the cementation process is 9 hours.

Температурный режим процесса:
Нагрев 800-940оС
Насыщение 940оС
Диффузия 940оС
Подстуживание 900оС
Результаты экспериментов сведены в таблице.
Process temperature:
Heating 800-940 о С
Saturation of 940 ° C
Diffusion 940 ° C
Basting 900 о С
The experimental results are summarized in the table.

Из данных таблицы следует, что качество цементованного слоя полностью удовлетворяет требованиям ОСТ по распределению концентрации углерода, твердости и микроструктуре. Продолжительность процесса цементации сократилась на 15-20% по сравнению с традиционной технологией. From the data of the table it follows that the quality of the cemented layer fully meets the requirements of the OCT for the distribution of carbon concentration, hardness and microstructure. The duration of the cementation process was reduced by 15-20% compared with traditional technology.

Использование способа позволяет повысить равномерность обработки и увеличить за счет этого срок службы обрабатываемых изделий. В связи с этим повышается надежность и долговечность бурового инструмента на 3%, а производительность оборудования увеличивается на 5%. Using the method allows to increase the uniformity of processing and thereby increase the service life of the processed products. In this regard, the reliability and durability of the drilling tool is increased by 3%, and the productivity of the equipment is increased by 5%.

Claims (1)

СПОСОБ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий нагрев в атмосфере азота, природного газа и воздуха, диффузионную выдержку и подстуживание с заданным значением углеродного потенциала на каждой стадии процесса в условиях непрерывной циркуляции, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности обработки и увеличения за счет этого срока службы изделий, азот подается в печь за один час на всех стадиях обработки в количестве 0,95 - 1,0 объема печи, природный газ подается в рабочий объем по основному и регулирующему каналам на всех стадиях процесса с подачей 0,6 - 0,7 объема природного газа по основному и 0,3 - 0,4 по регулирующему каналу, нагрев ведут в течение 0,33 - 0,44 от времени диффузионной выдержки при углеродном потенциале атмосферы 0,1 - 0,2 с подачей за один час углеводородной смеси в количестве 0,9 - 1,0 объема печи при соотношении воздуха и природного газа 0,01 - 0,15, диффузионную выдержку ведут сначала в течение 0,32 - 0,85 от всего времени при углеродном потенциале 1,2 - 1,3 с подачей за один час смеси в количестве 1,7 - 1,75 от объема печи при соотношении воздуха и природного газа 0,75 - 0,8, а затем в течение 0,15 - 0,68 при углеродном потенциале 0,7 - 0,8 с подачей за один час смеси в количестве 1,7 - 1,75 объема печи при соотношении воздуха и природного газа 0,9 - 0,95, а подстуживание осуществляют в течение 0,09 - 0,11 от времени диффузионной выдержки при углеродном потенциале атмосферы 1,2 - 1,3, с подачей за 1 ч углеводородной смеси в количестве 1,65 - 1,7 от объема печи при соотношении воздуха и природного газа 0,65 - 0,7. METHOD OF GAS CEMENTATION OF LARGE-SIZED PRODUCTS, including heating in an atmosphere of nitrogen, natural gas and air, diffusion holding and stirring with a given value of the carbon potential at each stage of the process under continuous circulation, characterized in that, in order to increase the uniformity of processing and increase due to this the service life of the products, nitrogen is supplied to the furnace in one hour at all stages of processing in the amount of 0.95 - 1.0 volume of the furnace, natural gas is supplied to the working volume through the main and control channels n and at all stages of the process with the supply of 0.6 - 0.7 volume of natural gas through the main and 0.3 - 0.4 through the control channel, heating is carried out for 0.33 - 0.44 of the time of diffusion exposure at a carbon potential of the atmosphere 0 , 1 - 0.2 with the supply in one hour of a hydrocarbon mixture in an amount of 0.9 - 1.0 volume of the furnace with a ratio of air and natural gas of 0.01 - 0.15, diffusion exposure is carried out first for 0.32 - 0, 85 of the total time with a carbon potential of 1.2 - 1.3 with a supply in one hour of a mixture in the amount of 1.7 - 1.75 of the furnace volume with a ratio of air and natural gas of 0.75 - 0.8, and then for 0.15 - 0.68 with a carbon potential of 0.7 - 0.8 with a supply in one hour of a mixture in the amount of 1.7 - 1.75 of the furnace volume with a ratio of air and natural gas 0 , 9 - 0.95, and stirring is carried out for 0.09 - 0.11 from the time of diffusion exposure at a carbon potential of the atmosphere of 1.2 - 1.3, with the supply of 1 h of hydrocarbon mixture in an amount of 1.65 - 1, 7 from the volume of the furnace with a ratio of air and natural gas of 0.65 - 0.7.
SU4897698 1990-12-29 1990-12-29 Method for gas cementation of large-sized articles RU2017860C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4897698 RU2017860C1 (en) 1990-12-29 1990-12-29 Method for gas cementation of large-sized articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4897698 RU2017860C1 (en) 1990-12-29 1990-12-29 Method for gas cementation of large-sized articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2017860C1 true RU2017860C1 (en) 1994-08-15

Family

ID=21552800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4897698 RU2017860C1 (en) 1990-12-29 1990-12-29 Method for gas cementation of large-sized articles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2017860C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент Великобритании 2018299, кл. C 21D 1/74, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100363813B1 (en) Gas carburization method and its apparatus
KR860001201A (en) Continuous Atmospheric Heat Treatment Furnace
CN88101735A (en) Rotary hearth, multi-chamber, multi-purpose furnace system
US8163230B2 (en) Rotary hearth furnace for treating metal oxide materials
CN107881303A (en) Steel annealing process
ES2002533A6 (en) PROCEDURE AND APPARATUS FOR THE CONTINUOUS PREHEATING OF LOADING MATERIALS FOR A STEEL MANUFACTURING OVEN
KR100881822B1 (en) Carburizing
CN100577827C (en) Method for controlling atmosphere during continuous heat treatment of metal strip
RU2017860C1 (en) Method for gas cementation of large-sized articles
JP2771330B2 (en) How to heat treat metal products
US3259527A (en) Electric heating elements for carburizing atmospheres
CN103540943A (en) Method and rotary hearth furnace for heat treating workpieces
JPH05196365A (en) Heat treatment furnace device
GB1489106A (en) Hardening of steel workpieces
RU2007495C1 (en) Method of gas cementation of large-sized articles
KR101119497B1 (en) Heat Treatment Furnace Having a Furnace Gas Circulating Equipment
US2917299A (en) Apparatus for convection heating
US2254891A (en) Heat-treating furnace
CN101457284B (en) Decarburization heat processing furnace for reducing carbon content on work piece surface
US3035824A (en) Furnace with cooled and recirculated atmosphere
SU1062307A1 (en) Method for gas carburization of steel products in tunnel furnaces
SU1041586A1 (en) Method for gas carburization of products of complex allyed steels
SU1520140A1 (en) Steel
US3463469A (en) Kilns with atmosphere propulsion
JP5005537B2 (en) Low pressure thermochemical processing machine