EP1306462A2 - Process and apparatus for measuring and controlling the carburising atmosphere in a vacuum carburising installation - Google Patents

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EP1306462A2
EP1306462A2 EP02023737A EP02023737A EP1306462A2 EP 1306462 A2 EP1306462 A2 EP 1306462A2 EP 02023737 A EP02023737 A EP 02023737A EP 02023737 A EP02023737 A EP 02023737A EP 1306462 A2 EP1306462 A2 EP 1306462A2
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EP
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carburizing
vacuum
probe
chamber
gas
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EP02023737A
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Inventor
Peter Hiebsch
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Schwabische Hartetechnik Ulm GmbH
Original Assignee
Schwabische Hartetechnik Ulm GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C8/00—Solid 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
    • C23C8/06—Solid 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
    • C23C8/08—Solid 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
    • C23C8/20—Carburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C8/08—Solid 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
    • C23C8/20—Carburising
    • C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of carburization and in particular to a device and a method for measuring and / or Controlling the carburizing atmosphere in a vacuum gas carburizing plant.
  • Vacuum gas carburizing plants are known in the art.
  • a vacuum gas carburizing plant usually has a lock-in chamber, one or several carburizing chambers as well as a quenching chamber.
  • the chambers are all connected to each other and spatially by flaps or doors separated from each other.
  • Figure 1 shows schematically the structure of an exemplary Carburizing plant 1. All chambers including a sluice chamber 2, six carburizing chambers 3 and one quenching chamber 4 are with one central corridor 5 connected. It can be any number of Carburizing chambers are present.
  • the six carburizing chambers shown 3 are only shown as an example.
  • the batches to be processed in the carburizing plant consist of one or several workpieces, in particular made of steel. Usually there is one Batch of several workpieces with a total weight of, for example about 600 kg.
  • the batches can be between the chambers, i. H. from one Chamber in another, are moved using one inside the carburizing plant arranged trolley 6. Of course, other means of transport for the Batches possible.
  • the entire system is constantly under vacuum, using a vacuum pump (not shown) can be regulated.
  • vacuum is intended to refer generally to any sub-atmospheric pressure include.
  • the pressure in the system is preferably approximately 0-200 mbar. In a specific embodiment of the invention, the pressure is approximately 11 mbar set.
  • the working temperature in the carburizing chamber or chambers is usually around 800-1100 ° C.
  • To carburization and diffusion are finished Quenching chamber quenched. This is preferably done by high pressure from up to 40 bar (preferably about 20-40 bar) with gas.
  • Preferred gases for Quenching is nitrogen, helium, hydrogen or air.
  • the workpieces are carburized in the carburizing chamber by adding acetylene, propane, methane or other carburizing gases.
  • any carbon-containing gas could in principle be used as the carburizing gas.
  • the carburizing gases are introduced in a pulsed (intermittent) manner into the carburizing chamber in question. At the end of the introduction of the carburizing gases, the lines can be flushed with nitrogen, for example.
  • the chronological sequence of the phases of introduction of the carburizing gas and subsequent diffusion can preferably be controlled by a program. Different programs are possible and are used for different workpieces or different carburizing depths.
  • FIG. 2 shows an exemplary screen display for a specific carburizing program (program 13).
  • the program duration here is 3 hours and 40 minutes. First, 60 minutes.
  • step 1 the carburizing gas (for example acetylene) is supplied over 270 seconds.
  • a diffusion phase of 123 seconds without the addition of carburizing gases follows.
  • step 2 a carburizing phase (supply of carburizing gas) of 86 seconds followed by a diffusion phase of 172 seconds, etc.
  • the flow of the carburizing gases which can generally be designated, for example, C x H y , is set to "large flow".
  • the carburizing chamber 3 has an opening in which a probe for measuring the atmosphere in the carburizing chamber is arranged in a vacuum-tight manner.
  • the probe could also be called a sensor.
  • the probe is preferably a vacuum-tight oxygen probe.
  • the probe uses zirconium oxide ceramic (ZrO 2 ) for the measurement, for example in the form of a tube or a tablet.
  • ZrO 2 zirconium oxide ceramic
  • Figures 3 and 4 show the reproducibility of the results.
  • the Diagrams of Figures 3 and 4 were created using the program 2 in a vacuum gas carburizing plant according to FIG. 1.
  • the upper 3 and 4 shows the temperature in the carburizing chamber, which are essentially over the entire period (on one Value above 900 ° C) was kept constant.
  • the lower characteristic represents the output size of the probe. The value of the output variable increases when carburizing gas is supplied and falls during the diffusion phase slowly.
  • the course of the characteristic curve of the output variable of the probe is identical. Since the Figures 3 and 4 show the execution of the same program under the same conditions Documenting only at different times, it means that at the same Preconditions for very reproducible measurement results can be achieved can.
  • Controlling the supply of carburizing gas (e.g. with a Program as in Fig. 2) can be replaced according to the present invention by regulation by using the probe output Control of carburizing gas supply. More details of such Regulation is familiar to a specialist in the field of control technology and are therefore not described here.
  • the regulation can Atmosphere can be controlled more closely.
  • a probe or a control By using a probe or a control according to the present Invention can manufacture the workpieces constantly during the process be monitored. The measured values can be recorded for each batch and for example to check for complaints or inadequate Results can be used.

Abstract

Measurement and/or regulation of the carburization atmosphere in a carburization chamber (3) of a vacuum gas carburization system (1) comprises introducing workpieces into the chamber, providing and maintaining a vacuum in the chamber, introducing a carburization gas into the chamber and measuring the atmosphere in the chamber using a probe. <??>An Independent claim is also included for a vacuum gas carburization system comprising at least one carburization chamber having an opening in which a probe for measuring the atmosphere in the chamber is arranged in a vacuum-tight manner. <??>Preferred Features: The probe is a vacuum-tight oxygen sensor used for measuring zirconium oxide ceramic.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Aufkohlung und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen und/oder Regeln der Aufkohlungsatmosphäre in einer Vakuumgasaufkohlungsanlage.The present invention relates generally to the field of carburization and in particular to a device and a method for measuring and / or Controlling the carburizing atmosphere in a vacuum gas carburizing plant.

Vakuumgasaufkohlungsanlagen sind in der Technik bekannt. Eine Vakuumgasaufkohlungsanlage weist üblicherweise eine Einschleuskammer, eine oder mehrere Aufkohlungskammern sowie eine Abschreckkammer auf. Die Kammern sind alle miteinander verbunden und durch Klappen oder Türen räumlich voneinander getrennt. Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau einer beispielhaften Aufkohlungsanlage 1. Alle Kammern einschließlich einer Einschleuskammer 2, sechs Aufkohlungskammern 3 und einer Abschreckkammer 4 sind mit einem zentralen Korridor 5 verbunden. Es kann jegliche beliebige Anzahl von Aufkohlungskammern vorhanden sein. Die sechs gezeigten Aufkohlungskammern 3 sind lediglich als Beispiel dargestellt.Vacuum gas carburizing plants are known in the art. A vacuum gas carburizing plant usually has a lock-in chamber, one or several carburizing chambers as well as a quenching chamber. The chambers are all connected to each other and spatially by flaps or doors separated from each other. Figure 1 shows schematically the structure of an exemplary Carburizing plant 1. All chambers including a sluice chamber 2, six carburizing chambers 3 and one quenching chamber 4 are with one central corridor 5 connected. It can be any number of Carburizing chambers are present. The six carburizing chambers shown 3 are only shown as an example.

Die in der Aufkohlungsanlage zu bearbeitenden Chargen bestehen aus einem oder mehreren Werkstücken, insbesondere aus Stahl. Normalerweise besteht eine Charge aus mehreren Werkstücken mit einem Gesamtgewicht von beispielsweise etwa 600 kg. Die Chargen können zwischen den Kammern, d. h. von einer Kammer in eine andere, bewegt werden anhand eines im Innern der Aufkohlungsanlage angeordneten Fahrwagens 6. Natürlich sind andere Transportmittel für die Chargen möglich.The batches to be processed in the carburizing plant consist of one or several workpieces, in particular made of steel. Usually there is one Batch of several workpieces with a total weight of, for example about 600 kg. The batches can be between the chambers, i. H. from one Chamber in another, are moved using one inside the carburizing plant arranged trolley 6. Of course, other means of transport for the Batches possible.

Die gesamte Anlage steht ständig unter Vakuum, das mittels einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) geregelt werden kann. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll der Ausdruck "Vakuum" allgemein jeden sub-atmosphärischen Druck umfassen. Vorzugsweise beträgt der Druck in der Anlage ungefähr 0-200 mbar. Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Druck auf ca. 11 mbar eingestellt. The entire system is constantly under vacuum, using a vacuum pump (not shown) can be regulated. In connection with the present invention The term "vacuum" is intended to refer generally to any sub-atmospheric pressure include. The pressure in the system is preferably approximately 0-200 mbar. In a specific embodiment of the invention, the pressure is approximately 11 mbar set.

Die Arbeitstemperatur in der oder den Aufkohlungskammern beträgt normalerweise etwa 800-1100 °C. In der Aufkohlungskammer werden die Werkstücke ungefähr auf die Arbeitstemperatur von 800-1100 °C gebracht. Nach beendeter Aufkohlung und Diffusion werden die Werkstücke in der Abschreckkammer abgeschreckt. Dies erfolgt vorzugsweise durch Hochdruck von bis zu 40 bar (vorzugsweise etwa 20-40 bar) mit Gas. Bevorzugte Gase zum Abschrecken sind Stickstoff, Helium, Wasserstoff oder Luft.The working temperature in the carburizing chamber or chambers is usually around 800-1100 ° C. In the carburizing chamber Workpieces brought to the working temperature of 800-1100 ° C. To carburization and diffusion are finished Quenching chamber quenched. This is preferably done by high pressure from up to 40 bar (preferably about 20-40 bar) with gas. Preferred gases for Quenching is nitrogen, helium, hydrogen or air.

Die Aufkohlung der Werkstücke in der Aufkohlungskammer erfolgt durch Zugabe von Acetylen, Propan, Methan oder anderen Aufkohlungsgasen. Ganz allgemein könnte als Aufkohlungsgas prinzipiell jedes kohlenstoffhaltige Gas verwendet werden. Die Aufkohlungsgase werden zeitlich gepulst (intermittierend) in die betreffende Aufkohlungskammer eingeleitet. Am Ende der Einleitung der Aufkohlungsgase können die Leitungen beispielsweise mit Stickstoff gespült werden. Die zeitliche Abfolge der Phasen von Einleitung des Aufkohlungsgases und anschließender Diffusion kann vorzugsweise durch ein Programm gesteuert werden. Verschiedene Programme sind möglich und werden für verschiedene Werkstücke oder verschiedene Aufkohlungstiefen verwendet. Figur 2 zeigt eine beispielhafte Bildschirmanzeige für ein bestimmtes Aufkohlungsprogramm (Programm 13). Die Programmdauer beträgt hier 3 Stunden und 40 Minuten. Zunächst erfolgen 60 min. Temperaturanstiegsdauer. Anschließend erfolgt die Programmschritte, die in Figur 2 mit 1 bis 10 bezeichnet sind. Die Anzeige gemäß Figur 2 gestattet 16 Programmsschritte, von denen das Programm 13 nur 10 Schritte verwendet. Im Schritt 1 erfolgt über 270 Sekunden hinweg die Zuführung des Aufkohlungsgases (beispielsweise Acetylen). Eine Diffusionsphase von 123 Sekunden ohne Zuführung von Aufkohlungsgasen schließt sich an. Als nächstes folgt im Schritt 2 eine Aufkohlungsphase (Zuführung von Aufkohlungsgas) von 86 Sekunden mit anschließender Diffusionsphase von 172 Sekunden, usw. Der Durchfluss der Aufkohlungsgase, die allgemein beispielsweise mit CxHy bezeichnet werden können, ist auf "großer Durchfluss" eingestellt.The workpieces are carburized in the carburizing chamber by adding acetylene, propane, methane or other carburizing gases. In general, any carbon-containing gas could in principle be used as the carburizing gas. The carburizing gases are introduced in a pulsed (intermittent) manner into the carburizing chamber in question. At the end of the introduction of the carburizing gases, the lines can be flushed with nitrogen, for example. The chronological sequence of the phases of introduction of the carburizing gas and subsequent diffusion can preferably be controlled by a program. Different programs are possible and are used for different workpieces or different carburizing depths. FIG. 2 shows an exemplary screen display for a specific carburizing program (program 13). The program duration here is 3 hours and 40 minutes. First, 60 minutes. Temperature rise time. This is followed by the program steps, which are denoted by 1 to 10 in FIG. 2. The display according to FIG. 2 permits 16 program steps, of which the program 13 uses only 10 steps. In step 1, the carburizing gas (for example acetylene) is supplied over 270 seconds. A diffusion phase of 123 seconds without the addition of carburizing gases follows. Next in step 2 follows a carburizing phase (supply of carburizing gas) of 86 seconds followed by a diffusion phase of 172 seconds, etc. The flow of the carburizing gases, which can generally be designated, for example, C x H y , is set to "large flow".

Die Überwachung und Regelung der Aufkohlungsatmosphäre in den Aufkohlungskammern von Vakuumgasaufkohlungsanlagen war bisher nicht möglich. Die erforderliche Menge und Dauer der Zuführung von Aufkohlungsgasen wurde empirisch ermittelt anhand der Endergebnisse, wie beispielsweise Werkstückqualität, Aufkohlungstiefe usw.. Ungenügende Ergebnisse konnten erste im Nachhinein ermittelt und nicht mehr korrigiert werden. Zudem fehlen Aufzeichnungen über die Aufkohlungsatmosphäre während des Aufkohlungsvorgangs, was bei Reklamationen sehr wichtig und vorteilhaft für den Nachweis eines ordnungsgemäßen Ablaufs des Aufkohlungsvorgangs wäre. In anderen Worten konnte die Aufkohlungsatmosphäre bisher nicht direkt während des Aufkohlungsvorgangs gemessen und kontrolliert werden. Aufgrund des vorherrschenden Vakuums wurde angenommen, dass die Verwendung herkömmlicher Sonden zur Überwachung der Aufkohlungsatmosphäre nicht möglich sei. Hinzu kommt, dass die üblichen Sonden nicht vakuumdicht sind und somit bei einer Verwendung in Vakuumgasaufkohlungsanlagen keine verwertbaren Messergebnisse liefern können.Monitoring and control of the carburizing atmosphere in the carburizing chambers vacuum gas carburizing plants has not been possible until now. The required amount and duration of carburizing gas supply empirically determined based on the final results, such as workpiece quality, Depth of carburization, etc. Insufficient results were first obtained in the Determined afterwards and can no longer be corrected. There are also no records about the carburizing atmosphere during the carburizing process, which is very important for complaints and advantageous for proof of the carburizing process. In other Words, the carburizing atmosphere could not directly during the Carburization process can be measured and checked. Because of the prevailing Vacuum was assumed to be conventional Probes for monitoring the carburizing atmosphere are not possible. in addition comes that the usual probes are not vacuum tight and therefore with a Use in vacuum gas carburizing plants no usable measurement results can deliver.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vakuumgasaufkohlungsanlage derart zu verbessern, dass die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und Aufkohlungsatmosphäre während des Aufkohlungsvorgangs überwacht werden kann und entsprechende Aufzeichnungen erfolgen können.It is therefore an object of the present invention to provide a vacuum gas carburizing plant to improve such that the disadvantages of the prior art be avoided and carburizing atmosphere during the carburizing process can be monitored and appropriate records are made can.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a method according to claim 1 and a Device according to claim 10. Preferred embodiments of the invention result from the subclaims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer Vakuumgasaufkohlungsanlage mit mindestens einer Aufkohlungskammer, beispielsweise einer Anlage gemäß Fig. 1, die Aufkohlungskammer 3 eine Öffnung aufweist, in der eine Sonde zur Messung der Atmosphäre in der Aufkohlungskammer vakuumdicht angeordnet ist. Die Sonde könnte auch als Sensor bezeichnet werden. Vorzugsweise ist die Sonde eine vakuumdichte Sauerstoffsonde. Beispielsweise verwendet die Sonde Zirkonoxid-Keramik (ZrO2) zur Messung, zum Beispiel in Form eines Rohrs oder einer Tablette. Durch die Verwendung der Sonde ergibt sich auch ein besonders einfaches und wirkungsvolles Verfahren zum Messen und/oder Regeln der Aufkohlungsatmosphäre. According to the present invention, it is provided that in a vacuum gas carburizing plant with at least one carburizing chamber, for example a plant according to FIG. 1, the carburizing chamber 3 has an opening in which a probe for measuring the atmosphere in the carburizing chamber is arranged in a vacuum-tight manner. The probe could also be called a sensor. The probe is preferably a vacuum-tight oxygen probe. For example, the probe uses zirconium oxide ceramic (ZrO 2 ) for the measurement, for example in the form of a tube or a tablet. The use of the probe also results in a particularly simple and effective method for measuring and / or regulating the carburizing atmosphere.

Gegen die Verwendung einer Sauerstoffsonde spricht insbesondere das Vorurteil der Fachwelt, dass in einer Vakuumgasaufkohlungsanlage mit einer Sauerstoffsonde keine Messungen vorgenommen werden können, da in der Atmosphäre in der Aufkohlungskammer kein oder im wesentlichen kein Sauerstoff vorhanden ist, der gemessen werden könnte, und weil die Sauerstoffsonden nicht dicht waren, was aber nicht bekannt war. Überraschenderweise hat sich jedoch herausgestellt, dass dennoch Messergebnisse erhalten werden können, die zum Regeln des Aufkohlungsprozesses, insbesondere zum Regeln des Einbringens von Aufkohlungsgas, verwendet werden können.Prejudice speaks in particular against the use of an oxygen probe the professional world that in a vacuum gas carburizing plant with an oxygen probe no measurements can be made because in the atmosphere in there is no or essentially no oxygen in the carburizing chamber, that could be measured and because the oxygen probes were not tight, but what was not known. Surprisingly, it turned out that measurement results can nevertheless be obtained which are used to regulate the Carburizing process, in particular for regulating the introduction of Carburizing gas can be used.

Ein weiterer Grund, warum herkömmliche Sauerstoffsonden, wie sie beispielsweise in Atmosphärenschutzgasöfen verwendet werden, bei Vakuumgasaufkohlungsanlagen nicht funktionieren, besteht darin, dass diese Sonden nicht dicht sind. Wenn aber die Sonde nicht dicht ist, können keine verwertbaren Messergebnisse erhalten werden. Daher ist erforderlich, dass die Sonde vakuumdicht ist.Another reason why conventional oxygen probes such as those used be used in atmospheric protective gas furnaces, in vacuum gas carburizing plants does not work is that these probes do not are tight. But if the probe is not tight, no usable ones Measurement results are obtained. Therefore, the probe is required is vacuum tight.

Weitere Ziele, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1
eine schematische Ansicht einer Aufkohlungsanlage;
Fig. 2
eine beispielhafte Bildschirmanzeige für ein bestimmtes Aufkohlungsprogramm;
Fig. 3
ein Diagramm, das den Kennlinienverlauf für die Temperatur in der Aufkohlungskammer und für die Ausgangsgröße der Sauerstoffsonde darstellt, und zwar bei Verwendung des Programms gemäß Figur 2 in einem ersten Durchlauf; und
Fig. 4
ein Diagramm, das den Kennlinienverlauf für die Temperatur in der Aufkohlungskammer und für die Ausgangsgröße der Sauerstoffsonde darstellt, und zwar bei Verwendung des Programms gemäß Figur 2 in einem weiteren Durchlauf.
Further objectives, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawing. The drawing shows:
Fig. 1
a schematic view of a carburizing plant;
Fig. 2
an exemplary screen display for a particular carburizing program;
Fig. 3
a diagram illustrating the characteristic curve for the temperature in the carburizing chamber and for the output variable of the oxygen probe, specifically when using the program according to FIG. 2 in a first run; and
Fig. 4
a diagram illustrating the characteristic curve for the temperature in the carburizing chamber and for the output variable of the oxygen probe, specifically when the program according to FIG. 2 is used in a further run.

Wie oben schon erwähnt wurde, hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass bei erfindungsgemäßen Verwendung der Sonde in einer Vakuumgasaufkohlungsanlage Messergebnisse erhalten werden können, die zum Regeln des Aufkohlungsprozesses, insbesondere zum Regeln des Einbringens von Aufkohlungsgas, verwendet werden können. Jedenfalls hat sich herausgestellt, dass die Atmosphäre in der Aufkohlungskammer jederzeit sehr genau und reproduzierbar bestimmt werden kann.As mentioned above, it surprisingly turned out that when using the probe according to the invention in a vacuum gas carburizing plant Measurement results can be obtained that regulate the Carburizing process, in particular for regulating the introduction of Carburizing gas can be used. Anyway, it turned out that the atmosphere in the carburizing chamber is always very accurate and can be determined reproducibly.

Die Figuren 3 und 4 zeigen die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Die Diagramme der Figuren 3 und 4 wurden erstellt bei Verwendung des Programms gemäß Fig. 2 in einer Vakuumgasaufkohlungsanlage gemäß Fig. 1. Die obere Kennlinie in Fig. 3 und 4 (Channel 2) zeigt die Temperatur in der Aufkohlungskammer, die im wesentlichen über den gesamten Zeitraum hinweg (auf einem Wert über 900 °C) konstant gehalten wurde. Die untere Kennlinie (Channel 1) repräsentiert die Ausgangsgröße der Sonde. Der Wert der Ausgangsgröße steigt bei Zuführen von Aufkohlungsgas an und fällt während der Diffusionsphase langsam ab. Wie bei einem Vergleich zwischen den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, ist der Verlauf der Kennlinie der Ausgangsgröße der Sonde identisch. Da die Figuren 3 und 4 den Ablauf desselben Programms unter denselben Bedingungen nur zu unterschiedlichen Zeiten dokumentieren, bedeutet dies, dass bei gleichen Voraussetzungen sehr gut reproduzierbare Messergebnisse erzielt werden können.Figures 3 and 4 show the reproducibility of the results. The Diagrams of Figures 3 and 4 were created using the program 2 in a vacuum gas carburizing plant according to FIG. 1. The upper 3 and 4 (channel 2) shows the temperature in the carburizing chamber, which are essentially over the entire period (on one Value above 900 ° C) was kept constant. The lower characteristic (Channel 1) represents the output size of the probe. The value of the output variable increases when carburizing gas is supplied and falls during the diffusion phase slowly. As can be seen in a comparison between FIGS. 3 and 4 the course of the characteristic curve of the output variable of the probe is identical. Since the Figures 3 and 4 show the execution of the same program under the same conditions Documenting only at different times, it means that at the same Preconditions for very reproducible measurement results can be achieved can.

Die Steuerung der Zufuhr von Aufkohlungsgas (beispielsweise mit einem Programm, wie in Fig. 2) kann gemäß der vorliegenden Erfindung ersetzt werden durch eine Regelung, indem die Ausgangsgröße der Sonde verwendet wird zur Regelung der Zufuhr von Aufkohlungsgas. Weitere Einzelheiten einer solchen Regelung sind einem Fachmann auf dem Gebiet der Regelungstechnik geläufig und werden daher hier nicht beschrieben. Durch eine Regelung kann die Atmosphäre genauer kontrolliert werden.Controlling the supply of carburizing gas (e.g. with a Program as in Fig. 2) can be replaced according to the present invention by regulation by using the probe output Control of carburizing gas supply. More details of such Regulation is familiar to a specialist in the field of control technology and are therefore not described here. The regulation can Atmosphere can be controlled more closely.

Durch die Verwendung einer Sonde bzw. einer Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fertigung der Werkstücke ständig während des Prozesses überwacht werden. Die Messwerte können für jede Charge aufgezeichnet werden und beispielsweise zur Überprüfung bei Reklamationen oder unzureichenden Ergebnissen verwendet werden.By using a probe or a control according to the present Invention can manufacture the workpieces constantly during the process be monitored. The measured values can be recorded for each batch and for example to check for complaints or inadequate Results can be used.

Claims (12)

Verfahren zum Messen und/oder Regeln der Aufkohlungsatmosphäre in einer Aufkohlungskammer (3) einer Vakuumgasaufkohlungsanlage (1), wobei folgendes vorgesehen ist: a) Einbringen von Werkstücken in die Aufkohlungskammer (3); b) Vorsehen und Aufrechterhalten eines Vakuums in der Aufkohlungskammer (3); c) Einbringen eines Aufkohlungsgases in die Aufkohlungskammer (3); d) Messen der Atmosphäre in der Aufkohlungskammer (3) mit einer Sonde. Method for measuring and / or regulating the carburizing atmosphere in a carburizing chamber (3) of a vacuum gas carburizing plant (1), the following being provided: a) introducing workpieces into the carburizing chamber (3); b) providing and maintaining a vacuum in the carburizing chamber (3); c) introducing a carburizing gas into the carburizing chamber (3); d) Measuring the atmosphere in the carburizing chamber (3) with a probe. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der folgende Schritt vorgesehen ist: e) Regeln des Einbringens des Aufkohlungsgases hinsichtlich Zeitpunkt und/oder Zeitraum und/oder Menge anhand eines Ausgangssignals der Sonde. A method according to claim 1, characterized in that the following step is further provided: e) Regulating the introduction of the carburizing gas with respect to the point in time and / or period and / or amount on the basis of an output signal from the probe. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung derart erfolgt, dass das Ausgangssignal der Sonde auf einem vorbestimmten Wert oder in einem vorbestimmten Wertebereich gehalten wird.A method according to claim 2, characterized in that the control is carried out such that the output signal of the probe is kept at a predetermined value or in a predetermined range of values. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regelns die folgenden Schritte aufweist: (i) Einbringen von Aufkohlungsgas, bis der vorbestimmte Wert bzw. Wertebereich überschritten wird, (ii) bei Überschreitung des vorbestimmten Werts bzw. Wertebereichs, Beenden des Einbringens des Aufkohlungsgases, (iii) Unterbrechen des Einbringens des Aufkohlungsgases, bis der vorbestimmte Wert bzw. Wertebereich unterschritten wird, (vi) Wiederholen der Schritte (i) bis (vi), bis der Aufkohlungsvorgang beendet ist. A method according to claim 3, characterized in that the step of regulating comprises the following steps: (i) introducing carburizing gas until the predetermined value or value range is exceeded, (ii) if the predetermined value or value range is exceeded, the introduction of the carburizing gas is stopped, (iii) interrupting the introduction of the carburizing gas until the predetermined value or value range is undershot, (vi) repeating steps (i) through (vi) until the carburizing process is complete. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde eine vakuumdichte Sauerstoffsonde ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the probe is a vacuum-tight oxygen probe. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde zur Messung Zirkonoxid-Keramik verwendet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the probe uses zirconium oxide ceramic for measurement. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufkohlungsgas Acetylen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carburizing gas is acetylene. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum etwa 0-200 mbar beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vacuum is about 0-200 mbar. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum etwa 11 mbar beträgt.A method according to claim 8, characterized in that the vacuum is about 11 mbar. Vakuumgasaufkohlungsanlage mit mindestens einer Aufkohlungskammer, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufkohlungskammer eine Öffnung aufweist, in der eine Sonde zur Messung der Atmosphäre in der Aufkohlungskammer vakuumdicht angeordnet ist.Vacuum gas carburizing plant with at least one carburizing chamber, characterized in that the carburizing chamber has an opening in which a probe for measuring the atmosphere in the carburizing chamber is arranged in a vacuum-tight manner. Vakuumgasaufkohlungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde eine vakuumdichte Sauerstoffsonde ist.Vacuum gas carburizing plant according to claim 10, characterized in that the probe is a vacuum-tight oxygen probe. Vakuumgasaufkohlungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde zur Messung Zirkonoxid-Keramik vewendet.Vacuum gas carburizing plant according to claim 10 or 11, characterized in that the probe used for measuring zirconium oxide ceramic.
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