Способ нитроцементации деталей из конструкционных сталей

Способ нитроцементации деталей из конструкционных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ HИTPOЦE fEHTAЦИИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ, включакщий обработку в среде аммиака , пропан-бутана и воздуха в кипящем слое KaTajHC3aTopa при 860-920°С в течение 55-60 мин и дополнительное азотирование вне кипящего слоя,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения стоимости обработки при сохранении уровня эксплуатационных характеристик, дополнительное азотирование осуществляют в среде аммиака , подаваемого в печь через осажденный слой катализатора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ О4ФЛИ Н

РЕСПУБЛИК

С 23 С 11!18

3 459

OCNAPQTBEHHbIA НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3435407/22-02 (22) 12.05.82 (46) 23.07.84. Бюл. В 27 (72) В.H.Èèêàéëèí и В,И.Носов (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации животноводства К3кной зоны СССР (53) 621.785.533(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

В 724603, кл.С 23 С 9/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 745962,. кл. С 23 С 11/18„ 1980.,SU„„1104190 A (54) (57) CHOCOB НИТРОЦЕИЕНТАЦИИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЬИ СТАЛЕЙ, включающий обработку в среде аммиака, пропан-бутана и воздуха в кипящем слое катализатора при 860-920 С в течение 55-60 мин и дополнительное азотирование вне кипящего слоя,о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения стоимости обработки при сохранении уровня эксплуатационных характеристик, дополнительное азотирование осуществляют в среде аммиака, подаваемого в печь через осажденный слой катализатора.

1104190

Изобретение относится к металлур- гии, а именно к химико-термической обработке изделий из конструкционных сталей, и может быть использовано в машиностроении. 5

Известен способ повышения твердости и износостойкости изделий из конструкционных сталей, заключающийся в том, что изделия подвергают нитроцементации в кипящем слое, при- 10 чем обработку осуществляют прерывисто с лимитируемой продолжительностью кипения слоя (1 1.

Однако для осуществления этого способа требуется сложное аппаратур- 15 ное оформление.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо-. му эффекту является способ нитроцементации изделий из конструкционных щ сталей в кипящем слое катализатора, при котором обработку деталей проводят в две стадии. На первой стадии детали подвергают насьпцению при 860920 С в кипящем,-слое катализатора. 2s о

В качестве насьпцающей среды используют воздух, пропан-бутан и аммиак.

На второй стадии детали помещают в сепарационную зону и при установившемся углеродном потенциале увеличивают азотный потенциал в сепарационной зоне путем подачи туда дополнительного количества аммиака„ причем кипение слоя катализатора не прекращают. Для интенсификации процесса удаления с поверхности деталей частиц катализатора, которые снижают интенсивность насыщения поверхности дета— лей азотом, попвескч подвергают импульсным колебаниям f2 ).

Недостатком известного способа нит роцементации явпяется то, что необходимость извлекать детали из кипящего слоя для дополнительного азотирования в сепарационной зоне приводит к

45 неэффективному использованию рабочего пространства печи. Это приводит к увеличению удельного расхода контролируемой атмосферы и электроэнергии, что значительно повышает скорость обработки.

Локальная подача дополнительного количества аммиака в сепарационную зону при скорости газового потока

О, 1-0,5 м/с (скорость, которая необходима для сжижения катализатора) не обеспечивает однородный азотный потенциал в любой точке сепарационной зоны, что снижает равномерность насыщения азотом всех обрабатываемых деталей.

Цель изобретения — снижение стоимости обработки при сохранении уровня эксплуатационных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нитроцементации деталей из конструкционных сталей, включающему обработку в среде аммиака, пропан-бутана и воздуха в кипящем слое катализатора при 860-920 С в течение 55-60 мин и дополнительное азотирование вне кипящего слоя, дополнительное азотирование осуществляют в среде аммиака, подаваемого в печь через осажденный слой катализатора.

Отсутствие кипящего слоя при азотировании способствует более эффективному насьпцению деталей азотом, так как в насьпцающей атмосфере не присутствуют мелкие частицы катализатора, которые, осаждаясь на поверхности деталей, уменьшают поверхность насыщения. Кроме того, подача аммиака че. рез осажденный слой катализатора при

730-760 С позволяет обеспечить равномерное азотирование деталей одной садки за счет омывания их насыщающей атмосферой с равномерным распределением в ней аммиака. Снижение расходов насыщающей атмосферы и электроэнергии достигается за счет увеличения садки (более эффективно используется объем печи).

Пример 1. Стальные изделия (сталь 30 и У7А) подвергают нитроцементации в кипящем слое катализатора при 900оС и вьдержке 1 ч. Величина садки 250 кг, причем детали располагают в реакционной и сепарационных зонах печи. Расход пропан-бутана,воздуха и аммиака составляет соответственно 2 м /ч, 14,5 м /ч и 0,3 мз/ч.

По истечении вьдержки в кипящем слое 1 ч прекращают подачу воздуха и пропан"бутана, осаждают слой катализатора и производят дополнительное азотирование в течение 1 ч в аммиаке, который подают в камеру печи с расходом 0,3 м /ч через осажденный слой катализатора, температура которого 730-760 С.

Закалку нитроцементованных деталей осуществляют в воде.

Данные по обработке известным и предлагаемым способами приведены в таблице.

1104190 од лект оэне вт.ч кг

Известный 150 900 2,0 0,004 0,02 0„4

57-60 Оси качания

63-65 Пуансоны

0,8-0,9

Предлагаемый 250 900 2 0 0,002 0,003 0,2

0,8/0,9 60-61 Оси качания

64-65 Пуансоны

Составитель А.Булгаг

Редактор О.Бугир Техред М,Кузьма Корректор И.Эрдейи

Заказ 5170/19 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Из анализа экспериментальных данных, приведенных в таблице, следует, что использование предлагаемого спо" соба нитроцементации деталей в кипящем слое катализатора позволяет снизить :стоимость обработки по сравнению с известным на

40-45Х за счет снижения удельных расходов сырья и электроэнергии.