Карбюризатор для цементации

Карбюризатор для цементации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КАРБЮРИЗАТОР ДЛЯ ЦЕМЕНТАЦИИ, включающий углеродосодержащее вещество и по крайней мере один из карбонатов металлов I и/или Ц групп, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности карбюризатора и уменьшения его загрязняющей способности, в качестве углеродсодержащего вещества использованы древесные опилки и дополнительно в состав карбюризатора введен водородпоглощающий металл при следующем соотношении компонентов, мас.%: Древесные опилки 89-95 Один из карбонатов Лметаллов I и/или . групп4,5-10 Водородпоглощаю- . щий металл0,5-1 9

,.Su„„ i07i 664 А

СОКИ СОВЕТСНИХ

NUNIH

РЕСПУБЛИК

3(щ) С 23 С.9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А В ТОРСНОЬМ СВИДВТВЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 324 3488/22-02 (22) 17.12 ° 80 (46) 07.02.84. Бюл. Р 5 (72) М.A.Тылкин, В.Н.Волынскнй, A Е.Голован, С.В.Земский,В.С.Зотеев, И.Д.Колегаев, A.В.Куликов и В.A.Øàòàéêèí (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт им.В.В.Куйбышева (53) 621.785 ° 067.5(088,8) (56) 1. Справочник термиста. Под ред. С.A.Ôèëèïîâà, М., "Машиностроение", 1975, с. 149.

2. Авторское свидетельство СССР

В 490871, кл. С 23 С 9/06, 1974 (прототип). (54) (57) КАРБЮРИЗАТОР ДЛЯ ЦЕМЕНТАЦИИ, включающий углеродосодержащее вещест.во и по крайней мере один из карбонатов металлов I и/или Ц групп, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности карбюри затора и уменьшения его загрязняющей способности, в качестве углеродсодержащего вещества использованы древесные опилки н дополнительно в состав карбюризатора введен водородпоглощающий металл при следующем соотношении компонентов, мас.В:

Древесные опилки 89-95

Один из карбонатов металлов I н/или групп 4, 5-10 З Водородпоглощающий металл О, 5-1

1 1071бб 4

Изобретение относится к.химико-тер. мической обработке конкретно к составам смесей, применяеььнс для цемеитации деталей иэ сталей на машиностроительных, ремонтных и др. предприятиях.

Известен карбюризатор для цеиентации сталей, содержащий карбонаты щелочных.и щелочноземельных металлов и углеродсодержащее вещество в виде угля или сажи 512. IO

Недостатком этого карбюриэатора является медленное протекание процес« са цементации, требующее длительной работы цементационных печей и неоправданной затраты энергии. I5

Наиболее близким к изобретению па технической сущности и достигаемому результату является карбюризатор 2 содержащий, мас. В:

Аморфный углерод 15-бО . 20

Один иэ карбонатов металлов I и/или групп 1-. 15

Полиамндное .соединение Остальное

Укаэанный карбюризатор содержит в своем составе аморфный углерод в виде сажи, однако на деталях, цементируемых н этом карбюриэаторе, .наблюдается окисление поверхностных слоев и образование окислов на границах зерен н слоях значительной толщины (в сталях, не содержащих счалиностойких компонентов 1.

В результате окисления поверхностного слоя до 0,07 мм максимальная тнердость слоя достигается не на поверхности, а на глубине 0,150,3 мм и верхний слой должен удалять» ся с помощью механической обработки.

В результате проникновения кислоро- 40 да по границам зерен и образования окислон на границах зерен после цементации н изнестном карбюризаторе наблюдается охрупчинание цементованных слоев, вследствие чего несу- 45 щая способность деталей, определяемая допустимыми контактными напряжениями, не соответствует экстремальным условиям эксплуатации, например для деталей внутреннего центратора, предназначенного для монтажа магистральных трубопроводов (контактные давления достигают величины

1700 NIIa) .

При цементации н известном карбюриэаторе аморфный углерод необходимо 55 окислить до образования окиси углерода, которая непосредственно нэаимодейстнует с цементуемым металлом.

Процесс окисления углерода идет с затратой. значительных количеств теп- 60 ловой энергии и медленно.

Применение сажи в карбюриэаторе приводит к образованию аэрозолей, которые, проникая н организм рабочих, вызывают поражение дыхатеЪтьных 65

t путей и загрязняют кожные покровь, одежду и оббрудование. Аморфный углерод является продуктом переработки газов и нефтепродуктов и имеет относительно высокую стоимость.

Целью изобретения является повыШение эффективности карбюризатора и уменьшение его загрязняющей способности.

Поставленная цель достигается тем, что в состав карбюризатора внедевы, мас.В

Древесные опилки 89-95

Один из карбонатов металлов I и/или групп 4, 5-.10

Водородпоглощающий металл 0,5-1

Повышенная эффективность карбюриэатора указанного состава позволяет осуществлять цементацию изделий на большую глубину за более короткий срок, чем с использованием карбюризатора известного состава.

Цементированные иэделия могут работать при высоких контактных напряжениях.

Карбюризаторы трех разных составов. готовят, смешивая древесные опилки, карбонат натрия и титановую стружку (в табл.1). Указанные составы были. опробованы для цементации деталей.

Каждый состав карбюризатора вместе с деталью загружают в контейнер так, что карбюриэатор окружает деталь со всех сторон. Сверху насыпают слой отработанного карбюризатора толщиной от 10 до 50 мм. Затем контейнер закрывают крышкой с гаэоотводамн.

Карбюризатор был апробирован на изделиях иэ Ст. 20Х (ГОСТ 4541-71) .

Глубина цементации определялась металлографическим методом. Допустимые контактные напряжения определялись на модернизированной установке типа

МИ-1М. Результаты исследований поверхностных. слоев деталей цемено тонанных при 950 .С в известном и предлагаемом карбюризаторах, приведены в табл.1 н 2. Иэ табл.1 следует, что глубина цементованных слоен больше при цементации в предлагаемом карбюрнзаторе. В табл.2 приведены результаты испытаний на износостойкость деталей иэ той же стали, цементованных в известном и предлагаемом карбюриэаторах. Иэ табл.2 видно, что детали, цементонанные в известном карбюризаторе, не выдерживали 4000 циклов с атия при нагрузке 1500 МПа

153 кгс/мм ) после цементации н течение 4,5 ч.,Детали, цементованные в предлагаемом карбюризаторе, выдерживали 4000 циклов .;ри, нагрузке

1800 МПа после цементации при той же продолжительности.

1071664 ловия труда. В качестве основного компонента карбюриэатора используются отходЫ деревообрабатывающей про" мышленноСти, что способотвует уменьшению загрязнения окружающей среды.

Карбюриэатор может быть применен на любом машиностроительном заводе, имею= щем простейшее термическое оборудование.

Таблица 1

Соотношение компонентов, мас.В,Карбюриэатор

Сода безводная

Древесные опилки

Титановая стружка

1,5 3,0 4,5

1,8, 10

Предлагаемый

3,3

1,0

0,5

2,9

7,5

1,7

2,7

3,2

4,5

3,0

1,6

0,5

2,6

Натриевая сода

ПолиИзвестный аморфный углерод

1,35

15

0,9

1,5

Т а б л и ц а 2

Карбюриэатор

Допустимые контактные напряжения, Мна,после цементации

Длительность цементации, ч

1,,5

3,0

4,5

Известный

1420

1480- 1500

1770 - 1800

1700

Предлагаемый

ВНИИПИ 34 каз 77/22 Тираж 900 Подписное

Йю филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

"йредлагаемай карбюризатор не дает аэрозолей, не загрязняет сажей людей и оборудование. Йредлагаемай карбв- . ризатор более дешев за счет замены дорогого углеродсодержашего Компонента и обеспечивает более чистую поверхность. Применение предлагаемого карбюриэатора позволит улучшить ус. амндное . соединение на основе капролактама

Глубина цементованных слоев (мм) в Ст. 20Х после цементации при 950 С

Длительность цементации, ч