Способ цементации стальных изделий

Способ цементации стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включагаций нагрев до температуры обработки в контролируемой атмосфере с угперодньвм потенциалом ниже предельной растворимости углерода в г С и стали, вьщержку для насыщения в атмосфере с углеродным потенциалом, соответствующим предельной растворимости углерода в стали, и выдержку длядиффузионного выравнивания в атмосфере с углеродным потенциалом, обеспечиваклиим заданное конечное содержание углерода.по поверхности стальных изделий, о т л и .4 а ю щ.и и с я тем, что, с целью сокращения длительности цементации, выдержку для насыщения до момента достижения на стальных изделиях поверхностной концентрации углерода, равной пределу растворимости углерода в стали, проводят в атмосфере с углеродным потенi циалом вьш1е предела растворимости углерода в стали, затем снижают углеродный потенциал атмосферы до значений, соответствующих пределу растворимости : углерода в стали, и продолжают выдеряску.

аю аи

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(Я) С.23 С 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Й Уржума фие, Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ (21) 2913294/22-02 (22) 18.04.80 (46) 30.04.83. Бюл, М 16 (72) Б.Е.Шейнплин;, В. В. Чеканский, А.. К. Тихонов и Г. В. Березовик (71 ) Минский конструкторско-технологический экспериментальный институт автомобильной промышленности (53 ) 62 1.785.52 (088.8) (56) 1, Козловский,М. С. Химико-термическая обработка, шестерен, М., "Машиностроение", 1970, с. 108.

2. Патент США l4 3356541-,.

an. 148-16,5, 1966. (54) (57 ) СПОСОБ UENEHTAUHH СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий нагрев до температуры обработки в контролируемой атмосфере с углеродным потенциалом ниже предельной растворимости углерода в стали, выдержку для насыщения в атмосфере с углеродным потенциалом, соответствующим предельной растворимости углерода в стали, и выдержку для диффузионного выравнивания в атмосфере с углеродным потенциалом, обеспечивающим заданное конечное содержание углерода по поверхности стальных изделий, о т л и— ч а ю m.è и с я тем, что, с целью сокращения длительности цементации, выдержку для насыщения до момента дости- . жения на стальных изделиях поверхностной концентрации углерода; равной пределу растворимости углерода в стали, проводят в атмосфере с углеродным потенциалом выше предела растворимости углерода в стали, затем снижают углерод« ный потенциал атмосферы до значений, соответствующих пределу растворимости углерода s стали, и продолжают выдержку, 1014985

Изобретение относится к металлургии, а именно, к химико-термической обработке, в частности к цементации поверхности стальных иэделий s контролируемой атМосфере в машиностроении.

Известен способ цементации стальных изделий в контролируемой атмосфере при постоянном углеродном потенциале 0,81,0% в течение всего времени обработки 1 .

Оптимальное содержание углерода на поверхности цементованных иэделий тоже находится в пределах 0,8-1,0%. Недостаток известного способа связан с большой длительностью насыщения из-за низкой движушей силы процесса передачи углерода на поверхность стали, определяемой разностью между углеродным потенциалом и содержанием углерода на поверхности стали, Наиболее близким по технической сушности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ цементации стальных иэделий в контролируемой атмосфере ,при 730-980 С, включающий., этапы нагреьа в атмосфере с углеродным потенциалом ниже предела растворимости углерода в стали, интенсивного насышения в атмосфере с углеродным потенциалом 0,61,4 и диффузионного выравнивания s атмосфере с угнеродным потенциалсйа 0,61 P2) Предельная величина углеродного потенциала в известном способе на этапе активного насышения ограничивается условием, чтобы в конце этапа содержание углерода в поверхностном слое стали не превышало предела растворимости углерода и чтобы на цементируемых иэделиях не выделялся сажистый углерод, В начале этапа активного насыщения, когда углерода на поверхности мало, потребность в углероде велика и стальная поверхность может поглотить большое ко-. личество углерода. Вероятность выделения сажистого углерода в этих условиях практически исключена, По мере роста концентрации углерода на поверхности . стали, к концу активного насыщения поглотительная способность стальной поверх« ности падает и возникает возможность выделения сажистого углерода.

Известный способ не обеспечивает достаточно высокую скорость иэ-за того, что в начале этапа активного насыщения к поверхности поступает недостаточное количество углерода, так как величина углеродного потенциала ограничена применительно к условиям конца этапа активного насыщения.

11ель изобретения» сокращение длительности цементации.

5 Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу цементации стальных изделий, включающему нагрев до температуры обработки в контролируемой атмосфере с углеродным потенциалом

10 ниже предельной растворимости углерода в стали, выдержку для насыщения в атмосфере с углеродным потенциалом, соответствующим предельной растворимости углерода в стали, и выдержку для диффу15 зионного выравнивания в атмосфере с углеродным потенциалом, обеспечивающим заданное конечное содержание углерода на поверхности стельных иэделий, выдержку для насыщения до момента достиже20 ния на стальных изделиях поверхностной концентрации углерода, равной пределу растворимости углерода в стали, проводят в атмосфере с углеродным потенциалом выше предела растворимости угле25 рода в стали, затем снижают углеродный потенциал атмосферы до значений, соответствуюших пределу растворимости углео рода в стали, и продолжают выдержку.

На фиг, 1 и 2 представлены схемы

50 осушествпения цементации по известному и предлагаемому способам соответственно, Способ осуществляют следующим образом.

Термообрабатываемые изделия посту-, пают в зону нагрева, в которую подают, контролируемую атмосферу с низким зна35 чением углеродного потенциала, например, 0,4-0,6, и нагреваются.в ней до температуры цементации 820, 1050ОС. ЗагеМ нагретые изделия перемещают в зону

40 интенсивного насыщения, куда подают атмосферу с углеродным потенциалом выше

1,4 и выдерживают в такой атмосфере до тех пор, пока концентрация углерода на поверхности н асыщаемых изделий достигает значений близкий к пределу раст45 воримости углерода в стали при температуре цементации. После этого детали, в зависимости от марки стали, выдерживают в контролируемой атмосфере с углеродным потенциалом, равным пределу раст50 воримости углерода. в стали; например

1,1-1,4, до получения заданной глубины насыщения и затем в зоне диффузионного выравнивания при углеродном потенциале

0,8-1,0Уо цодостижения равновесной концен

>5 трапии углерода в поверхностном слое стали.

Влияние технологических параметров на скорость насыщения изделий приведено в таблице.

101.4985 о с 1 о

С4 о

С4 о

С4 о

С4 о»

С4 о„

С4

o„

Т о о Ф о о

Щ о о

0) о о

Щ

oj о о

О)

О) о» о (О

CD о о сО о о

СО

lQ

О) о

Щ CD о

tQ

CD о

Щ

О) о

lQ tQ

О) CD о о

IQ

CD о (О

О) о

tQ

CD о

tQ

CD о (О

С4

IQ

Ч о (О

Ч о

tQ Р о

lQ сГ о

tQ

Ч" о

lQ 3 о (О

Ч о

IQ 4 о

fQ lQ сР Ч о о

lQ Ф о

lQ 3 о о о

Ч о

tQ о о о

Ч

О

Я о о„ tQ

С4 о„

tQ

С4

o„

Я

С4 о»

lQ

С4 о

N сО о

С4 (О

Х о

tÎ м-1

1„, 1 3

О О. о о о

О3 CO

Щ IQ

О) О) о" о о„

Я, С4 о

С4

GO о

С4.

М и о„

tQ

С4 о

С4 (О о

С4

М о о о о

1 о о о о (0 а

03 Щ с о о о о сГ Ч о о

К ц

O O

% 1 о

О ь

С4 О о о о о о.

5 1014985 6

Использование предлагаемого способа 20% путем повышения скорости,.получецементации, по сравнению с известным ния предельно допустимой концентрации позволяет сократить длительность процес- углерода на поверхности цементируемых са насьпцения стали углеродом на 10- изделий.

14

1 12

g!д Од

Ъ И

<04

Ъ)

Состав т ть Йе Ъурлинова

Редактор П. Макаревич Техред А.Бабинец Корректор Л. Бокшан .

Заказ 3149/26 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4