Típus	Belső méret (mm)		Külső méret (mm)		Teljesítmény (kW)
		Átmérő	Mélység	Átmérő	Mélység	650 °C Nitridálás	950 °C Cementálás
	SLR-1	300	500	1080	1650	8	12
	SLR-2	400	500	1320	1650	9	15
	SLR-3	500	600	1420	1750	15	20
	SLR-4	600	800	1520	2050	27	36
	SLR-5	600	1000	1520	2250	30	42
	SLR-6	800	1000	1720	2250	36	48
	SLR-7	800	1200	1720	2450	42	58
	SLR-8	1000	1000	1920	2300	48	66
	SLR-9	1000	1200	1920	2500	58	78
	SLR-10	1000	1500	2020	3000	72	90

Termokémiai hőkezelések légcirkulációs aknás kemencében

A korszerű hőkezelési technológiák elterjedése maga után vonta a hőkezelő berendezések folyamatos fejlesztésének igényét. Mióta a magyarországi vállalatok egyre nagyobb mértékben beszállítanak az autóiparba, megnőtt az igény a minőségbiztosítási rendszerbe illeszkedő, megbízható működésű hőkezelő berendezések iránt.

A légcirkuláció alkalmazásának előnyei:

- Meggyorsítja a munkadarabok felmelegedését, csökkentve az adagidőt.

- Egyenletes hőmérsékletelosztást biztosít a kemencében, javítja a minőséget

- Termokémiai hőkezeléseknél biztosítja az állandó gázösszetételt.

1. A kemence műszaki leírása

 A villamos ellenállásfűtésű retortás védőgázas kemence alkalmas különböző anyagok hőkezelésére, ha a hőkezelés hőmérséklete 1000 °C alatt van. Elsősorban cementálásra, nitrocementálásra, nitridálásra, karbonitridálásra javasolt, de alkalmazható nemesíthető acélok védőgázból történő edzésére és minden más hőkezelési műveletre, ahol az atmoszféra összetétele a hőkezelés eredményességét meghatározza.

A kemence munkatere a retortában lévő légterelő köpenyen belül helyezkedik el. A retorta fedele vízzel hűtött tömítéssel gáztömör zárást biztosít. A retortán belül az atmoszférát a fedélen elhelyezett ventillátor keringteti így biztosítva az atmoszféra egyenletes összetételét és a jó (± 5 °C) hőmérséklet eloszlást. A ventillátor tengelye a fedélből kilépés helyén vízzel hűtött tömítéssel van ellátva.

A fedélen keresztül vezethető be és el az alkalmazott semleges vagy aktív védőgáz. A beáramló gáz mennyiségének a mérése rotaméterekkel történik, az átfolyó gáz mennyisége a rotamétereken található fojtószelepekkel kézzel vagy motorikusan állítható.

Az eltávozó reakciógázt az elégetőbe vezetjük, ahol egy folyton égő őrláng biztosítja a gáz éghető elemeinek az elégését.

 A kemence szakaszos üzemű. A betét berakása hideg vagy meleg retortába történhet az alkalmazott eljárástól függően. Berakás után a kemencét semleges gázzal (N₂), kell kiöblíteni. A betét felmelegítése semleges, vagy védőgáz alatt történhet..

 2. Retorta

 A kemence munkaterét a környezetétől a retorta választja el. A retorta hőálló acélból (anyaga: 1.4841) készült gáztömör hegesztéssel, mélyhúzott fenékkel. A retorta pereme vízhűtéssel van ellátva, amelyben helyet foglal a gáztömör zárást biztosító hőálló tömítés.

A retortában elhelyezett légterelő köpeny biztosítja a belső atmoszféra cirkulációjának megfelelő irányát.

3. A retortás kemencében végezhető termokémiai hőkezelések:

Cementálás

A cementáló légkör közvetlen a kemencében kerül előállításra. Az eljárás során a cementálás bontott metanolban (CH₃OH) és nitrogénben (N₂) történik.

A cementálást a CO végzi, amely a munkadarab felületén az alábbiak szerint adja le a diffúzióképes szenet:

A folyamat szabályzása során ha szükséges propánt (C₃H₈) juttatunk a kemencébe dúsítás, ill. levegőt a karbonpotenciál csökkentése érdekében. A cementálás légmentesen zárt kemencében történik, amelyből a gázok ( CO, CO₂, H₂, N₂, H₂O, CH₄ ) egy elégetőbe távoznak, ahol kellő légfelesleg mellett az éghető komponenseket elégnek. A szabadba távozó gázok (talajszint felett min. 6 m-en) csak vízgőzt, nitrogént és széndioxidot tartalmaznak.

Az elérendő kemenceatmoszféra 20% CO + 40% H₂ +40 % N₂ .

A cementáló légkör cementáló hatásának beállítása az un. karbonpotenciál alapján lehetséges. A karbonpotenciál mérése és szabályozása oxigénszondával vagy lambdaszondával történhet.

Gázcementálás előnye:

    - Az eljárás nagyon jól szabályozható, számítógépes szabályzással az előre megtervezett karbonlefutás

     biztosítható, tömegárú cementálására alkalmas, a cementálandó darabok mérete nem korlátozott.

Nitrocementálás

Nitrocementálás 750-880 ^oC-on történik, ahol inkább a cementáló hatás érvényesül. A nitrocementált kéreg 0,5-0,8% szenet és 0,4-3,0% nitrogént tartalmaz.

A gázközegű nitrocementáláshoz a gázcementálásnál megismert gázokat használjuk, amely mellé még ammóniát is adagolunk.

A 780 ^oC-on történő 1-3 órás nitrocementálás során 0,1-0,4 mm vastag kérget hozhatunk létre.

Karbonitridálás

Karbonitridálás 540-580 ^oC-on történik, ahol a nitridálás folyamata a hatékonyabb. Leginkább szerszámacélok élettartamának a növelésére alkalmazzák.

Karbonitridálás részben végezhető a fenti gázkomponensek megfelelő összetételű keverékében, illetve végezhető ammónia és széndioxid 1:1 arányú keverékében is, kb. 50%-os ammónia disszociációs fok mellett.

A hőntartás ideje a szokásos 570 ^oC-on 1-3óra.

A nitrocementálási, karbonitridálási eljárás előnyei.

    - Rövid a műveleti idő, gazdaságos eljárás.

    - A rideg vékony nitridált kérget vastagabb diffúziós réteg támasztja alá.

    - Alacsonyabb a művelet hőmérséklete a cementálásétól.

    - A nitrogén hatására csökken a V_krit lehűtési sebesség, lassúbb hűtés (gázáramban) is elegendő a martenzit

     átalakuláshoz, kisebb a vetemedés.

    - A nitrogén hatására a martenzit keményebb, kopásállóbb.

Nitridálás

A gázközegű nitridálás a jól zárható kemencetérbe vezetett ammóniában történik. Az ammónia 400 ^oC felett elbomlik.

Az atomos nitrogén néhány másodperc után átalakul molekuláris nitrogénné. A bomlás során keletkezett nitrogén egy része megtapad az acél felületén és bediffundál a munkadarabba. A nitridálás mértéke függ az idő egység alatt elbomlott ammónia mennyiségétől. Ezt a disszociációs fok fejezi ki. Disszociációs fok: az időegység alatt elbomlott ammónia mennyisége a bevezetett ammóniához képest százalékban kifejezve.

Az ammónia bomlása során jelentős mennyiségű hidrogén keletkezik, amely tág határok közt keveredve a levegővel robbanásveszélyes. Ezért a zárt terű kemencét a gázbeadagolás elkezdése előtt, illetve befejezésekor alaposan öblíteni kell semleges gázzal pl.: nitrogénnel.

A nitridálás előnyei:

    - A nitridált kéreg keményebb mint a martenzit, lényegesen kopásállóbb.

    - A nitridált kéreg keménységét, kopásállóságát mintegy 500 ^oC-ig megőrzi.

    - Az alacsony hőmérsékletű nitridálás gyakorlatilag nem okoz a munkadarabban elhúzódást, vetemedést.

    - A finomszemcsés szferoidites szövetszerkezet nitridálás után is megmarad.

    - A nitridált kéreg gyengén korrózióálló.