Verfahren und Vorrichtung zum Aufkohlen metallischer Werkstücke

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einsatzhärten metallischer Werkstücke, bei dem die Werkstücke in einem Glühofen auf hohe Temperatur gebracht, der Einwirkung eines kohlenstoffhaltigen Gasgemisches ausgesetzt und gehärtet werden. Unter den bekannten Aufkohlungsverfahren gewinnen die Gasaufkohlung sowie das Carbonitrieren zunehmend an Bedeutung. Die Verfahren werden in Glühöfen geschlossener Bauweise durchgeführt, die es gestatten, eine kontrollierte Atmosphäre bei einer bestimmten Reaktionstemperatur einzustellen und aufrecht zu erhalten. Die wesentliche Problematik des Aufkohlungsverfahrens besteht darin, die Übertragung des Kohlenstoffs von der Gasatmosphäre auf den Werkstoff, z. B. Stahl, geregelt durchzuführen, um reproduzierbare Aufkohlungsergebnisse an Werkstücken verschiedenen Grundkohlenstoffgehaltes, verschiedener Legierungen und insbesondere verschiedener Formgebung zu erzielen.

[0002] Es ist bekannt, zur Ausbildung einer Aufkohlungsgasatmosphäre ein Gasgemisch aus den drei Komponenten Stickstoff, Kohlenwasserstoff und Sauerstoffspender in den Ofenraum einzuführen (DE-A-24 50 879 und DE-A-28 18 558). Als Kohlenwasserstoffe werden genannt : Paraffin oder paraffinische Kohlenwasserstoffe, Methan, Äthan, Propan, Butan oder Erdgas mit einem Anteil von 7,5 bis 38 Grammatom Kohlenstoff. Als Sauerstoffspender dienen dabei Sauerstoff, Luft, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserdampf oder Mischungen davon. Die Gaskomponenten werden getrennt oder in Mischungen dem Ofen zugeführt. Die Messung und Regelung der Gasatmosphäre erfolgt über eine Taupunkt-, fnfrarot-(CO₂) oder Sauerstoffmessung.

[0003] Es hat sich jedoch gezeigt, daß der obengenannte Zusammenhang zwischen Kohlendioxid-, Sauerstoffgehalt und Taupunkt einerseits und Kohlenstoffpotential andererseits nicht ohne weiteres zur Kontrolle herangezogen werden kann, da die in den Ofen eingeleiteten Gase sich nicht im Reaktionsgleichgewicht befinden.

[0004] In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, einer Gasatmosphäre Methan als kohlenstoffhaltiges Gas zuzugeben. Bei diesem Verfahren wird der Aufkohlungsprozeß in zwei oder drei Intervalle eingeteilt, in welchen das Kohlungsmittel in den Ofen geleitet wird (Intervallkohlen). Die Intervalle sind zeitlich durch zwei oder drei Phasen getrennt, in denen ein Kohlungsmittel in den Ofen geleitet wird. Während der Kohlungsintervalle steigt das Kohlenstoffpotential im Ofen stark an und es kommt zur Rußbildung. In der nachfolgenden Phase, in der kein Kohlungsmittel sondern Luft in den Ofen geleitet wird, sinkt das Kohlenstoffpotential wieder auf 0. Bei dieser Verfahrensweise sind jedoch Randoxidationen nicht zu vermeiden. Wird jedoch zur Vermeidung übermäßiger Rußbildung der Anteil des Kohlungsmittels am Gasgemisch verringert, so steigt die Kohlungszeit beträchtlich an.

[0005] Durch die GB-A-527 081 ist ein Verfahren zum Aufkohlen bekannt. Dabei wird außerhalb eines Ofens ein Gasgemisch vorbereitet, auf einen Druck über Umgebungsdruck verdichtet und nachfolgend in den Ofeninnenraum entspannt. Über Undichtigkeiten im Ofen wird der Druckanstieg innerhalb das Ofens abgebaut.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum gleichmäßigen Aufkholen von Werkstücken zur Verfügung zu stellen, das zuverlässiger und schneller und so wirtschaftlicher arbeitet.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine oder mehrere der kohlenstoffhaltigen Gaskomponenten das Gasgemisches während dessen Einwirkung auf die Oberfläche der Werkstücke dem Gasgemisch pulsierend und unter Konstanthaltung anderer Komponenten des Gasgemisches zugegeben wird bzw. werden, derart, daß das durchschnittliche Kohlenstoffpotential der Ofenatmosphäre stets über der Ru- ßgrenze des thermodynamischen Gleichgewichts liegt, wobei die Dauer der Zugabeperiode gegenüber den Zwischenzeiträumen zwischen zwei Zugabeperioden kurz ist.

[0008] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein großes Kohlenstoffpotentialgefälle zwischen Werkstückoberfläche und Kern selbst als zusätzliche treibende Diffusionskraft von Beginn der Aufkohlung an stark in den Vordergrund tritt. Um dieses Kohlenstoffpotentialgefälle zu erreichen, werden die kohlenstoffhaltigen Gaskomponenten des Gasgemisches pulsierend zugegeben. Das bedeutet, daß der Kohlenstoffanteil des Gasgemisches während der Aufkohlung in zahlreichen Phasen jeweils auf ein bestimmtes Niveau gehoben wird, wobei diese Phasen durch Zeitintervalle getrennt sind, in denen der Kohlenstoffanteil nicht durch Zugabe von kohlenstoffhaltigen Gaskomponenten geändert wird, der Kohlenstoffanteil des Gasgemisches demzufolge sinkt. Das Gasgemisch besitzt wenigstens Atmosphärendruck und steigt während einer stoßweisen Zugabe einer kohlenstoffhaltigen Gaskomponente schnell an. Dieser Druckanstieg ist besonders ausgeprägt, wenn Kohlenwasserstoffe mit zwei oder mehreren Kohlenstoffatomen in den Ofen eingeleitet werden, da jedes deren Moleküle in mehrere Gasmoleküle unter entsprechender Druckerhöhung zerfällt. Der Druck der Gasatmosphäre schwankt im gleichen Rhythmus in dem auch die pulsierende Zugabe der kohlenstoffhaltigen Gaskomponenten erfolgt (• Atmen der Gasatmosphäre).

[0009] Der Hauptvorteil, den dieses Verfahren bietet, liegt in einer Glühzeitverkürzung bis zu 60 % gegenüber dem Endogasverfahren, wobei unter Glühzeit die Dauer der Aufkohlung und der Diffusion verstanden wird. Außerdem werden große Einhärtungstiefen erreicht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein gleichmäßiges Aufkohlen erzielt, das zu dem zu ruß- und randoxidationsfreien Werkstücken führt. Ferner ist das Verfahren wesentlichen betriebssicherer, wegen des geringen H₂-Gehaltes ist die Explosionsgefahr geringer und die Öfen können im Leerlauf und am Wochenende gefahrlos begast werden. Es sind außerdem auch keine Gasgeneratoren mehr nötig.

[0010] Als besonders vorteilhaft erweist es sich, einen oder mehrere Kohlenwasserstoffe pulsierend zuzugeben, wobei die Dauer der Zugabeperiode gegenüber den Zwischenräumen zwischen zwei Zugabeperioden (Diffusionsphase) kurz ist. Die Zugabeperiode beträgt dabei 2 bis 200 sec., vorzugsweise 15 bis 60 sec., während die Dauer der Diffusionsphase 10 bis 500 sec., vorzugsweise 50 bis 200 sec. beträgt.

[0011] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Methan-und/oder der Rußanteil in dem Gasgemisch gemessen, die Meßgrößen einer Regeleinheit zugeführt und die Zugabe eines oder mehrerer der Kohlenwasserstoffe von der Regeleinheit nach Vergleich der Werte des Methan- und/oder Rußgehaltes mit einem jeweils vorgegebenen Sollwert eingestellt.

[0012] Erfindungsgemäß werden die Sollwerte so gewählt, daß ein Überkohlen, d. h. Rußbildung nicht stattfindet. Die Oberfläche der metallischen Werkstücke bleibt daher stets rußfrei. Vielmehr wird das Kohlenstoffpotential nahezu konstant auf einem Wert, der Arbeitslinie, gehalten um den das Kohlenstoffpotential schwankt. Das Kohlenstoffpotential steigt während der pulsartigen Zugabe von Kohlenwasserstoffen kurzfristig an und sinkt während der nachfolgenden Diffusionsphase unter den oben angegebenen, nahezu konstanten Mittelwert. Das Kohlenstoffpotential sinkt jedoch nie auf 0. Entscheidend dabei ist, daß die . Arbeitslinie des Verfahrens bei einem hohen Kohlenstoffpotential über der klassischen Ru- ßgrenze liegt, ohne das Ruß produziert wird, da der Aufenthalt im Rußgebiet nur sehr kurz ist. Diese Tatsache hat sich als ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen, auf das die hohe Aufkohlurigsgeschwindigkeit zurückzuführen ist.

[0013] Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zum Carbonitrieren der Werkstücke verwendet werden. Dazu wird dem Gasgemisch während dessen Einwirkung auf die Oberfläche der Werkstücke zusätzlich Ammoniak pulsierend zugegeben.

[0014] Ein Glühofen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist im wesentlichen eine Einrichtung zur Zuführung und Ableitung von Gasen in bzw. aus dem Glühofen, einen Gasanalysator zur Bestimmung des Methangehaltes in der Gasatmosphäre und eine zugeordnete Regeleinrichtung auf. Die Regeleinrichtung ist mit Vorteil mit einem Rußsensor verbunden, wobei die Regeleinheit auf die Differenz zwischen Meßwertsignalen und einem in einem bzw. zwei Sollwertgebern einstellbaren Sollwertsignal für den Ruß- und/oder Methangehalt anspricht und mit einem Ventil für die Zugabe von Kohlenwasserstoffen in Verbindung steht.

[0015] Bei einem derartigen Glühofen ist es ferner vorteilhaft, wenn die Einrichtung zur Zuführung der kohlenstoffhaltigen Gaskomponenten im unteren Bereich und in unmittelbarer Nähe der im Glühofen befindlichen, aufzukohlenden Werkstücke in den Glühofeninnenraum mündet.

[0016] Im folgenden soll anhand der Zeichnung der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens demonstriert werden. Es zeigen :

Figur 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ;

Figur 2 den zeitlichen Verlauf der Änderung des Kohlenstoffgehaltes im Aufkohlungsgas ;

Figur 3 einen schematischen Ausschnitt aus einem Doppelstirnrad ;

Figur 4 den Härteverlauf gemäß Beispiel 1 ;

Figur 5 den Härteverlauf gemäß Beispiel 2 ;

Figur 6 den Verlauf der Einhärtetiefe mit der Zeit.

[0017] Ein Glühofen 1 ist über eine Leitung 2 mit einer Regeleinheit bestehend aus einem Rußsensor 3, einem Gasanalysator 4 und einem Regler 5 verbunden. Die Gaskomponenten Stickstoff, Kohlendioxid und Kohlenwasserstoff, die direkt aus Vorratsflaschen stammen, werden über die Ventile 7, 8 und 9 und eine Zuführung 6 in den Glühofen geleitet, der mit einer Ausströmleitung 10 für die Abgase verbunden ist. Zum Einfahren und Aufheizen der Charge in dem Ofenraum ist Ventil 7, das die Stickstoffzufuhr regelt, geöffnet, während Ventil 8 (Kohlendioxid) und Ventil 9 (Kohlenwasserstoff, z. B Propan) geschlossen sind. Ist im Glühofen eine Temperatur von 800°-1 000 °C, je nach Legierung der Werkstücke und erwünschter Einhärtetiefe erreicht, so beginnt das Aufkohlen der Charge. Dazu sind die Ventile 7 und 8 geöffnet und kurzzeitig, beispielsweise 20 sec. lang, auch Ventil 9. Das in den Ofenraum geleitete Gasgemisch besteht demgemäß aus inertem Stickstoff, C0₂ und Propan.

[0018] Das Propan ist bei den hohen Temperaturen instabil und zerfällt in teilweise stark reaktionsfreudige Radikale, die eine rasch ablaufende Übersättigung der Werkstückoberfläche mit Kohlenstoff bewirken. Wegen des daraus resultierenden erheblichen Kohlenstoffpotentialgefälles zwischen Werkstückoberfläche und Kern tritt dieses Potentialgefälle selbst als zusätzliche treibende Diffusionskraft von Beginn der Kohlung an stark in den Vordergrund.

[0019] Im Gasgemisch entsteht nun wegen der Kohlenstoffübersättigung an der Werkstückoberfläche sowohl Methan als auch Ruß. Ein Teil dieses Gasgemisches wird über Leitung 2 abge- .zogen und der Rußanteil in dem Rußsensor und der Methangehalt in dem Gasanalysator 4, beispielsweise einem Infrarotanalysator gemessen. In dem Regler 5 werden die Ausgangswerte dieser beiden Meßgeräte mit vorgegebenen Sollwerten verglichen und bei Überschreiten dieser Sollwerte das Ventil 9 über ein Relais 11 geschlossen, also die Zufuhr von z. B. Propan unterbrochen. Die Zugabeperiode für das Propan beträgt dabei beispielsweise 20 sec.

[0020] Während der nun anschließenden Diffusionsphase, die beispielsweise 60 sec. beträgt, wird die Übersättigung der Werkstückoberfläche kontinuierlich abgebaut, in dem der Kohlenstoff weiter in Richtung Kern der Werkstücke diffundiert. Gleichzeitig werden die wegen der hohen Übersättigung entstandenen Eisenkarbide vom Werkstoff rückgelöst. Geringe Mengen amorpher Ruß werden von der Werkstückoberfläche durch Reaktion mit CO₂ zu CO wieder entfernt. Während dieser Periode sinken die Werte des Methans bzw. Rußgehaltes im Gasgemisch wieder ab. Bei Erreichen eines vorgegebenen Mindestsollwertes öffnet der Regler 5 über das Relais 11 das Ventil 9 wieder und ein neuer Zyklus beginnt.

[0021] Nach einer vorgegebenen Aufkohlungszeit bzw. nach Erreichen einer vorgegebenen Einhärtetiefe schließen die Ventile 8 und 9 und die Charge wird auf Härtetemperatur abgesenkt.

[0022] In Figur 2 ist der Kohlenstoffgehalt im Gasgemisch in Volumenprozent gegen die Zeit in Sekunden aufgetragen. In diesem Diagramm ist gestrichelt die Arbeitslinie « dynamisches Gleichgewicht. des erfindungsgemäßen Verfahrens eingezeichnet, während die klassische Ru- ßgrenze thermodynamisches Gleichgewicht als durchgezogene Linie dargestellt ist.

[0023] Ein Doppelstirnrad aus 20 Mn Cr_S, Modul 5 ist im Ausschnitt in Figur 3 skizziert. Die breite Strichpunktlinie außerhalb der Körperkanten kennzeichnet den randschichtgehärteten Bereich, die schmale Strichpunktlinie seine Lage und seinen Verlauf. Der Verlauf der gehärteten Randschicht erfordert die Festlegung der Meßstellen, die mit M1 und M2 bezeichnet sind, für die Einhärtetiefe.

Beispiel 1

[0024] Eine Produktionscharge mit einer Oberfläche von ca. 11 m² und einem Gewicht von ca. 500 kg wird bei einer Glühtemperatur von 945°C in einem Aichelin-Mehrzweckkammerofen 130 Min. lang aufgekohlt. Dabei beträgt die Zugabeperiode für Propan ca. 20 sec. und die Dauer der Diffusionsphase ca. 60 sec.

[0025] Figur 4 gibt den Härteverlauf an einem Doppelstirnrad (Werkstoff 16 Mn Cr_s), aus dieser Charge wieder. Es ist die Oberflächenhärte in HV gemäß DIN 6773 gegen die Einhärtetiefe in mm aufgetragen. Kurve 1 bezieht sich auf die Meßstelle 1 und Kurve 2 auf die Meßstelle 2. Das Werkstück ist frei von Carbiden und Restaustenit, der aufgekohlte Stahl liegt als Martensit vor. Man sieht deutlich, daß bis zu einer Einhärtetiefe von ca. 0,45 mm eine konstante Oberflächenhärtung vorliegt. Diese nimmt dann jedoch mit der Einhärtetiefe ab, bedingt durch die Formgebung des Werkstückes bei Meßstelle M1 langsamer als bei Meßstelle M2. Einer vorgegebenen Oberflächenhärte von 610 HV (durchgezogene Linie) entspricht eine Einhärtetiefe an Meßstelle M1 von 0,83 mm und an Meßstelle M2 von 0,68 mm. Das bedeutet, daß auch die Einbuchtung im Werkstück ausreichend gehärtet ist, um Verformungen zu vermeiden.

Beispiel 2

[0026] Analog Beispiel 1 mit dem Unterschied, daß die Glühtemperatur 960 °C, die Glühzeit 30 Min., die Zugabeperiode für Propan im Schnitt 90 sec. und die Diffusionsdauer ca. 200 sec. beträgt.

[0027] Figur 5 zeigt den Härteverlauf. Einer Oberflächenhärte von 610 HV entspricht in diesem Falle einer Einhärtetiefe von 0,45 mm bei Meßstelle M1 und 0,36 mm bei Meßstelle M2. Es ist also nach kurzer Zeit (30 min) schon eine beachtliche Einhärtetiefe erreicht worden.

[0028] Figur 6 zeigt den Verlauf der Einsatzhärtetiefe bei einer Grenzhärte von 610 HV1 in Abhängigkeit von der Glühzeit bei verschiedenen Glühtemperaturen. Beachtenswert ist dabei der nahezu lineare Verlauf der Kurve ab ca. 0,45 mm Einhärtetiefe. Kurven für Glühtemperaturen zwischen 930 °C und 960 °C liegen zwischen den beiden eingezeichneten Kurven. In die Kurve sind die Ergebnisse aus 60 Versuchen unter Produktionsbedingungen eingearbeitet.

Ansprüche

1. Verfahren zum Einsatzhärten metallischer Werkstücke, bei dem die Werkstücke in einem Glühofen auf hohe Temperatur gebracht, der Einwirkung eines kohlenstoffhaltigen Gasgemisches ausgesetzt und gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der kohlenstoffhaltigen Gaskomponenten des Gasgemisches während dessen Einwirkung auf die Oberfläche der Werkstücke dem Gasgemisch pulsierend und unter Konstanthaltung anderer Komponenten des Gasgemisches zugegeben wird bzw. werden, derart, daß das durchschnittliche Kohlenstoffpotential der Ofenatmosphäre stets über der RuBgrenze des thermodynamischen Gleichgewichts liegt, wobei die Dauer der Zugabeperiode gegenüber den Zwischenzeiträumen zwischen zwei Zugabeperioden kurz ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Kohlenwasserstoff(e) pulsierend zugegeben wird (werden).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlenwasserstoffe mit zwei oder mehreren Kohlenstoffatomen pulsierend zugegeben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabeperiode 2 bis 200 sec. und der Zeitraum vom Ende einer Zugabeperiode bis zum Beginn der nächsten (Diffusionsphase) 10 bis 500 sec. beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabeperiode 15 bis 60sec. und der Zeitraum vom Ende einer Zugabeperiode bis zum Beginn der nächsten 50 bis 200 sec. beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich der Methan- und/oder der Rußanteil in dem Gasgemisch gemessen werden, die Meßgrößen einer Regeleinheit zugeführt werden und die Zugabe eines oder mehrerer der Kohlenwasserstoffe von der Regeleinheit nach Vergleich der Werte des Methan- und/oder des Rußgehaltes mit einem jeweils vorgegeben Sollwert geregelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch während dessen Einwirkung auf die Oberfläche der Werkstücke zusätzlich Ammoniak pulsierende zugegeben wird.

8. Glühofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit Einrichtungen zur Zuführung und Ableitung von Gasen in bzw. aus dem Glühofeninnenraum, einem Gasanalysator zur Bestimmung des Methangehaltes in der Gasatmosphäre und einer zugeordneten Regeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung mit einem Rußsensor in Verbindung steht, wobei die Regeleinrichtung auf die Differenz zwischen Meßwertsignalen und einem in einem bzw. zwei Sollwertgeber (n) einstellbaren Sollwertsignal für den Ruß- und/oder Methangehalt anspricht und mit einem Ventil für die Zugabe von kohlenstoffhaltigen Gaskomponenten in Verbindung steht.

9. Glühofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zuführung der kohlenstoffhaltigen Gaskomponenten im unteren Bereich und in unmittelbarer Nähe der im Glühofen befindlichen, aufzukohlenden Werkstücke in den Glühofeninnenraum mündet.

Claims

1. A method of case hardening metallic workpieces, in which the workpieces are brought to a high temperature in an annealing furnace, subjected to the action of a carbonaceous gas mixture and hardened, characterised in that during the action of the gas mixture on the surface of the workpieces, one or more of the components of the carbonaceous gas is or are intermittently added to the gas mixture, whilst keeping constant other components of the gas mixture, in such a manner that the average carbon capacity of the furnace atmosphere always lies above the soot limit of the thermo-dynamic equilibrium, the duration of the addition period being small in comparison with the intermediate intervals between two addition periods.

2. A method as claimed in Claim 1, characterised in that one or more hydrocarbons is or are intermittently added.

3. A method as claimed in Claim 2, characterised in that hydrocarbons having two or more carbon atoms are intermittently added.

4. A method as claimed in one of Claims 1 to 3, characterised in that the addition period is 2 to 200 sec. and the interval from the end of one addition period to the beginning of the next (diffusion phase) is 10 to 500 sec.

5. A method as claimed in one of Claims 1 to 4, characterised in that the addition period is 15 to 60 sec. and the interval from the end of one addition period to the beginning of the next is 50 to 200 sec.

6. A method as claimed in one of Claims 1 to 5, characterised in that the methane and/or soot proportion in the gas mixture is continuously measured, the measured values are fed to a regulating unit and the addition of one or more of the hydrocarbons is regulated by the regulating unit after comparison of the values of the methane and/or soot content with a respective specified theoretical value.

7. A method as claimed in one of Claims 1 to 6, characterised in that, during its action on the surface of the workpieces, the mixture is additionally intermittently supplied with ammonia.

8. An annealing furnace for carrying out the method as claimed in one of Claims 1 to 7 having means for supplying gases to and withdrawing gases from the interior of the annealing furnace, a gas analyser for determining the methane content in the gas atmosphere and an appropriate regulating device, characterised in that the regulating device is connected to a soot sensor, wherein the regulating device responds to the difference between measured value signals and a theoretical value signal for the soot and/or methane content which is adjustable in one or two theoretical value generator(s), and is connected to a valve for the addition of carbonaceous gas components.

9. An annealing furnace as claimed in Claim 8, characterised in that the means for supplying the carbonaceous gas components opens into the interior of the annealing furnace in the lower region thereof and in the immediate vicinity of the workpieces which are present in the annealing furnace and which are to be carburised.

Revendications

1. Procédé pour la cémentation de pièces métalliques, dans lequel les pièces sont portées à températures élevées dans un four de recuit, sont soumises à l'action d'un mélange gazeux contenant du carbone et sont durcies, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs des composants gazeux du mélange gazeux contenant du carbone, sont ajoutés au mélange gazeux pendant son action sur la surface des pièces, de façon pulsée et en maintenant constants d'autres composants du mélange gazeux de telle sorte que le potentiel de carbone moyen de l'atmosphère gazeuse soit constamment situé au-dessus de la limite de formation de suie de l'équilibre thermodynamique, la durée de la période d'addition étant courte par rapport aux intervalles de temps existant entre deux périodes d'addition.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs hydrocarbures sont ajoutés de façon pulsée.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que des hydrocarbures contenant deux atomes de carbone ou plus sont ajoutés de façon pulsée.

4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la période d'addition est de 2 à 200 secondes et en ce que le temps s'écoulant depuis la fin d'une période d'addition jusqu'au début de la période suivante (phase de diffusion) s'élève de 10 à 500 secondes.

5. Procédé selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la période d'addition est de 15 à 60 secondes et en ce que le temps s'écoulant depuis la fin d'une période d'addition jusqu'au début de la suivante est de 50 à 200 secondes.

6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, de façon continue, la teneur en méthane et/ou la teneur en suie sont mesurées dans le mélange gazeux, les grandeurs de mesure sont appliquées à une unité de régulation et l'addition d'un ou de plusieurs des hydrocarbures est réglée par l'unité de régulation après comparaison des valeurs de la teneur en méthane et/ou de la teneur en suie avec une valeur de consigne respectivement prédéterminée.

7. Procédé selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que de l'ammoniac est addition- nellement ajouté de façon pulsée au mélange pendant son action sur la surface des pièces.

8. Four de recuit pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 à 7, comportant des dispositifs pour assurer l'admission et la décharge de gaz par rapport au volume intérieur du four de recuit, un analyseur de gaz pour la détermination de la teneur en méthane dans l'atmosphère gazeuse et un dispositif de régulation associée, caractérisé en ce que le dispositif de régulation est relié à un détecteur de suie, et le dispositif de régulation réagit à la différence entre des signaux de valeur de mesure et un signal de valeur de consigne de la teneur en suie et/ou de la teneur en méthane, pouvant être réglé dans un ou deux générateurs de valeur de consigne, et est en liaison avec une vanne pour l'admission de composants gazeux contenant du carbone.

9. Four de recuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif d'admission des composants gazeux contenant du carbone débouche dans le volume intérieur du four de recuit dans une zone inférieure et au voisinage immédiat des pièces à carburer se trouvant dans le four.

Zeichnung