JPH11315362A - 真空浸炭法 - Google Patents

真空浸炭法

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JPH11315362A
JPH11315362A JP9495599A JP9495599A JPH11315362A JP H11315362 A JPH11315362 A JP H11315362A JP 9495599 A JP9495599 A JP 9495599A JP 9495599 A JP9495599 A JP 9495599A JP H11315362 A JPH11315362 A JP H11315362A
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JP
Japan
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propane
gas
carburizing
vacuum
charge
Prior art date
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Pending
Application number
JP9495599A
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Preisser
プライサー フリードリヒ
Guenter Schmitz
シュミット ギュンター
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ALD Vacuum Technologies GmbH
Original Assignee
ALD Vacuum Technologies GmbH
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C8/00Solid 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
    • C23C8/06Solid 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
    • C23C8/08Solid 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 only one element being applied
    • C23C8/20Carburising
    • C23C8/22Carburising of ferrous surfaces

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廉価なプロパンを炭素供与体として使用し、
かつプロパンの濃縮された分解生成物による装置及び吸
引ポンプの汚染を回避する浸炭のための特に簡単な方法
を提供すること 【解決手段】 処理ガス下で真空浸炭するにあたり、低
真空中で約20mbarまでのガス圧で炭素供与体とし
てプロパンを使用して約250℃の温度で鋼を浸炭する
方法において、プロパンに水素ガスを約1:1〜約1:
2の割合で混入し、その際、プロパンの分解生成物の吸
引を処理室と連結したポンプスタンドを用いて行うこと
を特徴とする真空浸炭法

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理ガス下で真空
浸炭するにあたり、低真空中で約20mbarまでのガ
ス圧で、炭素供与体としてプロパン(C38)を使用し
て約950℃の温度で浸炭する方法に関する。
【0002】すでに、炉中で高温で、炭化水素ガス、例
えば天然ガス又はプロパンと単体酸素を含有する他の媒
体、特に空気とを反応させることにより所定のガス雰囲
気が生じるようなガス雰囲気中で、金属加工品を熱処理
する方法、特に浸炭する方法は公知(DE434392
7)であり、その際、この反応は炉中又は炉内で場合に
より発生装置又は触媒装置によって支持されて実施さ
れ、その際、必要な場合には付加的にこの雰囲気に炭素
水準を適当に調節するための富化剤(Anreicherungsmit
tel)が供給され、その際、少なくと熱処理期間の間に
少なくとも部分的に単体の(結合していない)酸素含有
媒体の代わりに二酸化炭素(CO2)を雰囲気形成のた
めに使用し、この場合二酸化炭素は、相応して少なく供
給される酸素含有媒体の代わりに、反応して処理雰囲気
になるのに適した量で、それぞれの反応装置又は炉に直
接供給される。
【0003】さらに、水素(H2)及び一酸化窒素(C
O)を含有する浸炭雰囲気中での800〜1050℃で
の鉄加工品のガス浸炭法は公知(DE4110361)
であり、この場合、浸炭室からガス分離装置を介して浸
炭雰囲気を循環させて、CO含有フラクションを浸炭室
中へ再供給することにより浸炭の大部分の時期の間に浸
炭雰囲気を1/2よりも大きいCO対H2比に維持し、
この維持は、必要な場合に、独自のCO源からCOを平
行して適当に添加することにより強化されるか、又はこ
の維持は独自のCO源からCOを適当に添加することに
よるだけで行われる。
【0004】引き続き、閉鎖可能な鋼製容器と、内部加
熱室中にある加熱装置と、加熱室を通して循環流を生じ
させるためのガス送風機ならびにガス導入装置を備え
た、装入物(Charge)を熱処理するための真空炉は公知
(DE3416902)であり、この場合、この加熱室
はガス送風機を取り除くことにより閉鎖可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、廉価なプロパンを炭素供与体として使用し、かつ
プロパンの濃縮された分解生成物による装置及び吸引ポ
ンプの汚染を回避する浸炭のための特に簡単な方法を提
供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、プロパンに水素ガスを1:1〜約1:2の割合で
混合し、その際、プロパンの分解生成物の吸引を、処理
室と連結したポンプスタンドを用いて行うことにより解
決される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、多様な実施態様が可能
である。プロパンと水素ガスとの有利な混合比の調査に
関する若干の試験を次に記載する。
【0008】この試験のために、黒鉛管からのプロセス
ガスの適切な吸引は、ドイツ国特許(DE)第3416
902号明細書による記載と同様にして、真空炉の処理
室の硬質フェルト壁内へ行われる。さらに、ガス供給部
はガス搬出管内へ取り付けられ、それにより他のを供給
することができる。ガスの搬出部で釜壁部に240×2
40mmのサイズの鋼鈑が取り付けられており、この箇
所でタール沈殿物が濃縮される。タール濃縮を視覚的に
評価することにより評点が算出される。
【0009】この試験において、2つの供与体のプロパ
ンを使用した。両方のプロパン種はプロパン含有量が異
なっている。
【0010】ガス種の分析、容量%で記載
【0011】
【表1】
【0012】BのガスはほぼHispano Suizaのプロパン
に一致する。
【0013】タール形成及び浸炭に関する水素の作用を
試験するために、若干の試験において水素ガスを直接ガ
ス搬出管内へ又はプロパンと一緒に直接加熱室内へ導入
した。さらに、プロパン量も変化させた。
【0014】全ての試験において、最大20mbarの
部分圧で3分のガス導入/1分のガス搬出−サイクルを
選択した。
【0015】試験において、さらにガス搬出管及び凝縮
板の温度を測定した。
【0016】一連の試験のための装入物:この試験の場
合に小さな装入物か又は大きな装入物が利用される。
【0017】小さな装入物は、外径170mm、直径5
0mm、h 40mm、A 0.078m2、総表面積
2.5m2の33個の歯車からなる。
【0018】この加工品はあらかじめ全て浸炭されてお
り、繰り返し試験に使用した。
【0019】大きな装入物は、外径70mm、直径58
mm、h 36mm、A 0.017m2、総表面積5
2を有する300個のボールベアリング保持器からな
る。
【0020】この加工品は全て浸炭されておらず、繰り
返し試験の後で交換された、つまり装入物は常に浸炭さ
れていない。
【0021】結果:板上のタール凝結物は視覚的に観察
されず、グループに分けられた。
【0022】 試験の記載: 試験番号1: 装入物: 小さい装入物 2.5m2の浸炭された加工品 C−プローブ(C-Probe)なし 処理経過: 加熱930℃/真空/40分 保持930℃/真空/25分 真空浸炭930℃/40分 拡散なし 冷却:2bar N2(窒素冷却) ガス導入: 加熱室中でA13 l/分のプロパン 凝結板の評価:全体の板はタールで被覆され、廃ガスの
排出箇所で著しい。
【0023】 試験番号2: 装入物: 小さい装入物 2.5m2の浸炭された加工品 C−プローブなし 処理経過: 加熱930℃/対流加熱/60分 保持930℃/真空/20分 プローブごとにH2−導入 真空浸炭930℃/40分 冷却:2bar N2(窒素冷却) ガス導入: 加熱室中でA13 l/分のプロパン+ガス排出管で水素10.5 l/分 凝結板の評価:全体の板はタールで被覆され、廃ガスの
排出箇所で著しい。衝突箇所でカーボンブラック粒子も
見られた。
【0024】 試験番号3: 装入物: 5〜6m2の新規の加工品の大きい装入物、約280個のギアシフ トスリーブ 処理経過: 加熱960℃/対流加熱/90分 保持960℃/真空/40分 真空浸炭960℃/16分 拡散960℃/14分 低下:880℃/30分 冷却:2bar N2(窒素) ガス導入: 加熱室中でA17 l/分のプロパン 凝結板の評価:タール被覆はガス排出箇所だけ、約70
%の表面積はタール被覆が無くきれいだった。
【0025】 試験番号4: 装入物: 小さな装入物 2.5m2の浸炭された加工品 C−プローブあり 処理経過: 加熱930℃/対流加熱/60分 保持930℃/真空/15分 真空浸炭930℃/40分 拡散930℃/55分 冷却:2bar N2(窒素) ガス導入: 加熱室中でB13 l/分のプロパン+加熱室中で13 l/分の 水素 凝結板の評価:全体の板はタールで薄く被覆された。廃
ガスの排出箇所では、タール被膜は若干厚かった。
【0026】浸炭作用:処理に相応して標準的。AT
(0.35% C)=0.6mm 縁部 C=0.7
7。プローブボルトで試験した。
【0027】 試験番号5: 装入物: 大きな装入物、5m2の新規の加工品 4 C−プローブあり 処理経過: 加熱930℃/対流加熱/60分 保持930℃/真空/30分 真空浸炭930℃/40分 拡散930℃/60分 冷却:2bar N2(窒素) ガス導入: 加熱室中でA4 l/分のプロパン+加熱炉中で13 l/分 凝結板の評価:全体の板はタール被膜がない。
【0028】浸炭作用:装入物の縁部にある2 C−プ
ローブは、処理に相応した標準的浸炭結果を示した。A
T(0.35% C)0.68mm及び縁部−C 0.
81〜0.83%。
【0029】装入物の内部にある2 C−プローブは、
減少した浸炭を示した。AT(0.35% C)0.4
2〜0.53mm及び縁部−C 0.42〜0.50
%。
【0030】
【発明の効果】タール形成は装入物表面及びその表面の
炭素吸収力に依存する。大きな装入物の場合、タール形
成は明らかに少ない。
【0031】水素が直接プロパンと一緒に加熱室中へ導
入される場合に、水素は著しく影響を及ぼす。ガス排出
管中での水素は著しい影響を及ぼさない。しかしながら
浸炭作用はプロパンが著しく減少した場合に弱まる。
【0032】さらに、タール凝結は温度に依存するだけ
ではないのは明らかである。凝結板上にタールが凝結す
るが、釜壁部上でも同様に凝結する。この板は200〜
300℃の温度であり、釜壁部は約60℃である。ター
ルは有利に衝突箇所で有利に凝結し、熱いガス排出管中
ではカーボンブラックの形であり、変向箇所でも有利に
凝結する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理ガス下で真空浸炭するにあたり、低
    真空中で約20mbarまでのガス圧で炭素供与体とし
    てプロパン(C38)を使用して約250℃の温度で鋼
    を浸炭する方法において、プロパンに水素ガス(H2
    を約1:1〜約1:2(水素過剰)の割合で混入し、そ
    の際、プロパンの分解生成物の吸引を処理室と連結した
    ポンプスタンドを用いて行うことを特徴とする真空浸炭
    法。
JP9495599A 1998-04-04 1999-04-01 真空浸炭法 Pending JPH11315362A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19815233.7 1998-04-04
DE1998115233 DE19815233A1 (de) 1998-04-04 1998-04-04 Verfahren zur Vakuumaufkohlung unter Behandlungsgas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11315362A true JPH11315362A (ja) 1999-11-16

Family

ID=7863663

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JP9495599A Pending JPH11315362A (ja) 1998-04-04 1999-04-01 真空浸炭法

Country Status (3)

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EP (1) EP0947600A3 (ja)
JP (1) JPH11315362A (ja)
DE (1) DE19815233A1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0947600A2 (de) 1999-10-06
EP0947600A3 (de) 2003-03-12
DE19815233A1 (de) 1999-10-07

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