Atmosféra pro nitrocementaci ocelí v hermetických šachtových pecích

ÚRAD PRO VYNÁLEZV ł A OBJEVY 45 Vydano 20 12 B 375 . Autor vynálezu PŘENOSIL BOHUMIL ing., DrSc., PRAHA54 Atmosféra pm nitrocementaui oceli v hàrmetických šachtuvých pecíchVynälez se týká atmosféry pro nítrocemenLaci ocelí v hermetických šachtových pecích s intenzívní nuącenou církulací. Atmosféra je vytvořena tepelným .rozkladem cevme-ntačních kapalin, etan-olu, izopropanolu, popříapądě kapaliny s objer movým obsahom 40 tenpentýnového oleje,30 9/) etanolu neubo kapaliny obsahující 70 9/0 etanolu a 3 D 9/0 petroleje. Podstata řešení spočívá v tom, že atmosféra obsahuje plynný čpavek v množství od 2 do 8 l na každých 100 ml.vynález se týka atmosféry pro nitrocementaci ocelí v hermetictkých šachtových pecích s intenzívní nucenou clnkulací.Nitrocementaci v šachtových pecích lze provädět V atmosféře připravené přimísením plynného čpavku a uhlovodíkové složky, zpravidla přírodního plynu nebo propa-nu, k nosné endotermické tatmosféře, tedy stejným způsobem jako při nitrowcementaci ve viceúčelových a průcho zích pecích.V šachtových pecích starší konstrukce vyraběných ZEZ, n. p., Praha a označovanýclí typovým značením HOA lze prvovádét nitrocementaci rovněž v bezgenerátorových atmosférách,vznikajících za teploty procesu tepelným rozkiadem nitrocementačních kapalin, které se skládwají nejvhodněji ze směsi 60 až 80 0/0 cementační kapaliny, naipř. kapaliny na bázi terpentýnového oleje, acetvonu a etanolu TERALJ,nebo kapaliny obsahující 700/0 etanolu, 30 0/iJ petroleje, se 40 až 20 0/0 vhodnné nitrocementační složky, schopné za zvýšených teplot uvolňovat aktivní dusík pro wdifúzi do v.r.stvy. ako nitrocemetntační složky se -osvědčovaly anllin a pyridin,které byly výhodné i cenou a dostupnosti.Bezgenerátorové atmosféry mají ve srovnání s atmosférami na základě nosného endoplynu značné ekonomické výhody, které spočívají v tom, že pro tuto technologii mení zapotřebí vybavovat kalírny drahými endotermickými generátory, dále V nižší ceně atmosféry a konečne v malé náročnosti na obsluhu a údržbu a z toho vyplývající úsrpoře pracovních sil.Starší pece typové řady HDA jsou v současné době konstrukčně zastravralé a vyznačují se kromě jiných -nevýhod zejména velmi značnou mírou netěsnosti, v jejímž důsledku se v závislosti od stavu a údržby pecí vznikiající atmosféra kontaminovala 15 a dokonce až 50 0/o objemu vnějšiho vzduchu, což význačně zhoršovtalo produktivitu chemicko-tepeltného zpracování a zhoršovalo retprodukovatelnost technologií cementace í nitrocementace.Proto byly v posledních letech vyvinuty nové modernizované šachtové pece, jejichž konstrukční řešeníje na vysoké úrovni. Nové pece ZET se od starých pecí HDA odlišují zejména naprostovu hermetičností a vysoce účinnou nucenou cirkulaci.Experimentálními zkoušvkami bylo prokázâno,že nové šachtové pece ZEZ .nejsou vhodné pro efektivní a levný způsob nitrocementace pomocí kapalin složených ze směsi cementační a nitrocementační složky v důsledku toho, že v podmínkách nových pecí probíhá rozklad komponent schopných sytit povrch oceli dusíkem v porovnání se starými pecemi mnohem rychleji, takže v prostředí z nltrocemenatačních kapalin dochází V podstatě pouze k nasycování uhlíkem, zatímco syceni dusíkem je z hlediska optimální struktury a vlastností vrstev nedostatočné.Uvedenou nevýhodu odstraňuje atmosféra podle vynálrezu, jehož podstata spočlvá V tom,do zvolené bezgenetrátorové atmosféry se přidá čpavek v množství od 2 do B l na každých 100 ml. Přídavek iplyinnéhto čpavkvu v průběhu tepelné disociace uvolňuje aktivní du-sík schopný nasycovat povrch zprtacovávaných součástí.ako cementační kavpalvina se p-ro dokonale hermetické pece v případě pouhé cementace nehodí směsi užívané pro stará pece TERAL ~ 40 0/0 terpentýn, 30 aceton, 30 0/o etanol), popřípadě 70 0/0 etanol, 3 U 0/0 petrnlej, protože v podmínkách dokonalé hermetičnosti má atmosféra, vznikající z těchto -ka-palných prostředí. příliš vysokou zásobu uhliku, následkem toho přeuhličuje vrstvu a kromě toho silně zasazuje vnitřek pewce.Pro podmínky dokonalé herm-etičnosti se os-vědčily jiné cemeínttaični kapaliny chudší na uhlík, a to zejména etanol a izopropanol. V atmosféràch vytvávřejících se z těchto složek lze žadoucí nasycení a koncentrace dusíku v nitrocementované vrs-tvě, dosáhnout ekonomicky přijatelnou příměsí čpavku v objemovém množství 2 až 5 litrů na každý 100 ml davkoviané kapaliny.Na rozdíl od pouhé cementace pomocí kapalin je při .nitrocementaci s příměsí plynného čpav v ku možno v dokonale hermetických pecích užítrovněž klasických cementačních kapalin, např. 70 0/0 etanol, 30 0/0 petrolej nebo 40 terpentýnový olej, 30 raceton a 30 etanol, jestliže se použije vyšších příměsí čpavku v množství 4 až 8 1 za 1 .min, na každých 100 ml dávkované kapaliny, které vhodné redukují nadmerné vysoký nauhličovací potenciál prostředí a náchylnost k sazeni.V hermetické šachtové peci s intenzívní nucenoucirkulací se p-ři nitrocementaci oceli 14140 za teploty 860 C dosahn-e při použití atmosféry z etanolu s příměsi 4,5 1 čpavku na každých 100 ml etanolu davkovaných do pece tlvouštky nitvro cementované vrstvy 0,3 až 0,4 min za 70 až 80 min. na teplotě.V hermetické šachtové peci s intenzívní nucenou cirkulací se při nitrocementaci oceli 14140 za teploty 8.20 °C dosáhne s atmosférou z etanolu s přlměsí 4,5 l čpavku na každých 100 ml etanolu dávkovaných do pece tlo-uštky nitrocementované vrstvy 0,3 až 0,4 mm při výdrži 110 az 120 min. na uvedené teplote.V hermetické šachtové peci s intenzívní nucenou cirkulací se při nitroce-Inentaci oceli 14140 za teploty 860 °C dosáhne s atmosférou z izopropanolu s příměsí 4,5 l čpavku na každých 100 ml izopropanolu tloušť-ky nitrocementované vrstvy 0,3 až 0,4 mmpři výłdrži 70 až 80 min. na uvedené teplote.V hermetické šachtové peci s intenzívní nuce- s příměsí 6 l č-pvavnkn na každých 100 m 1 Teralu nou cirkulací se při nltrocementaci oceli 14140 tloušťky nirtrocementovamé vrstvy 0,3 až 0,4 mm za teploty 860 °C dosáhne s atmosférou z Teralu při výdrži 70 až 80 min. na u-vedeané teplotě.Atmosféra pro nítnocementaci »oceli V herme- týnového oleje, 30 0/0 evtanolu nebo kapaliny obtických šachtových pecích s vysoce účinnou cir~ sahující 70 0/0 etanolu a 30 petroleje, vyznakulací přlpravená tepelným rozkladem cemen- čená tím, že obsahuje čpĺavek v množství od 2 tačních kapalín, etanolu, izopropanolu, popřípa- do 8 1 na každých 100 m 1.