Способ азотирования в газовой среде

Способ азотирования в газовой среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ преимущественно режущего инструмента, включающий предварительный подогрев, изотермическую вьщержку, нагрев до теьтературы насьщения с последующей технологической выдержкой, отличающий|С я тем, что, с целью повышения I стабильности свойств тонких азотированных . слоев, предварительный подогрев -проводят при 430-470°С,нагрев до температуры насыщения осуществляют в течение ,9 времени технологической выдержки, причем весь йроцесс осуществляют в среде, содержащей аммиак . 2. Способ по п. 1,отлича ющ и и с я тем, что технологическую с выдержку проводят при 500-бОО С. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5р С 23 С 8/50 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬППФ (21) . 3302710/22-02 (22) 19.06.81 (46) 07.04.85. Бюл. Ф 13 (72) С.А.Кадникдв (71) Физико-технический институт

АН Белорусской ССР (53) 621 ° 785р532(088.8) (56) 1. Лахтин Ю.М. и др. Азотированные стали. М., "Мащиностроение", 1976, с. 219-244.

2. Авторское свидетельство СССР

9 534520, кл. С 23 С 11/14, 1975. (54) (57) 1 ° СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ

В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ преимущественно режущего инструмента, включающий предва„„SU„„1148895 А рительный подогрев, изотермическую выдержку, нагрев до температуры насыщения с последующей технологической выдержкой, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности свойств тонких аэотированных слоев, предварительный подогрев .проводят при 430-470 С, нагрев до температуры насмцения осуществляют в течение 0,1-0,9 времени технологической выдержки,, причем весь процесс осуществляют в среде, содержащей аммиак.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю-. шийся тем, что технологическую выдержку проводят при 500-600 С.

1148895

1,5 (0,05)

3 (0,1)

15 (0,5) режим*

450+10

450-10

30

0,01

450 10

0,01-0,02

Изббретение относится к термичес— кой обработке металлов, в частности инструмента из быстрорежущих марок сталей, подвергаемых упрочнению газовым азбтированием, и может приме- 5 няться для упрочнения широкой номенклатуры деталей машин и инструментов, Известен способ азотирования, включающий нагрев в газовой насыщающей среде и выдержку при 500600 С (1).

Данный способ не обеспечивает стабильности результатов по структуре и глубине азотированного слоя, так как процесс нагрева протекает в неконтролируемых условиях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо— му результату является способ азотирования в газовой среде стальных изделий, включающий нагрев до 300-400 С в атмосфере азота, выдержку 1-3 ч с последующим нагревом до 560-620 С и выдержкой в газовой среде для азотирования (2 $.

Недостатком известного способа является низкое качество воспроизводства стабильных па структуре и глубине тонких азотированных слоев в пределах 0,01-0,025 мм, оптималь.ных для режущего инструмента, что ведет к нестабильности эксплуатационных свойств упрочняемого инструмента.

Нестабильность получаемых при азотировании свойств связана с тем, что 35 в процессе нагрева необходимо сменять нейтральную атмосферу (азот) на азотирующую (аммиак) а это занимает длительное время, так как при большом расходе аммиака газовая среда медлен.40 но выравнивается по составу, степень диссоциации которой необходимо выдерживать в строго заданных пределах.

Во время замены среды и прогрева садки с инструментом процесс азотирования протекает фактически в не.контролируемых условиях, что приводит к нестабильным результатам и низкой эксплуатационной надежности азотированного режущего инструмента.

Целью изобретения является повышение стабильности свойств тонких азотированных слоев.

Поставленная цель достигается тем, Что согласно способу азотирования в газовой среде преимущественно режущего инструмента, включающему предварительный подогрев, изотермическую выдержку, нагрев до температуры насыщения с последующей технологической выдержкой, предварительный подогрев проводят при 430-470 С, нагрев до температуры насыщения осуществляют в течение 0,1-0,9 времени технологической выдержки, причем весь процесс осуществляют в среде, содержащей аммиак.

При этом технологическую выдержку проводят при 500-600 С.

Прогрев садки с инструментом ниже

430 С существенно увеличивает время ее нагрева от температуры прогрева до 500-600 C (температуры азотирования). Экспериментально установлено, что толщина азотированного слоя практически остается неизменной, если время нагрева не превышает 0,1-0,9 времени технологической выдержки при температуре азотирования.

Предпочтительно выбирать время нагрева в интервале 0,1-0,5 времени технологической выдержки. Это следует из результатов, приведенных в табл.

Т а б л и ц а 1

1148895

Продолжение табл, 1

0,01-0,02

0,02-0,025

27 (0,9)

30 (1, О) 450-+ 1 О

450-10

30

*В шахтной печи с радиационным нагревом такой режим технически осуществить невозможно.

Нагрев за время 0,1 технологической выдержки не повлиял на глубину слоя (слой 0,01 мм за 30 мин); при нагрузке 0,5 времени технологической выдержки достигается предельная допустимая глубина слоя 0,02 мм. При дальнейшем увеличении времени нагрева оно становится соизмеримым со временем основного процесса — технологической выдержки и сам процесс становится менее надежным в достижении тонких, строго регламентированных по глубине слоев диффузионного насыщения стали азотом. Последнее связано с тем, что процесс диффузионного насыщения достаточно строго описыва— ется временем и температурой насьпцения в изотермических условиях, но он практически неуправляем на этапе нагрева.

Способ опробован при азотированин партии метчиков M8 ° изготовленных из стали Р6И5, После стандартной термообработки и изготовления резьбы З5 инструмент загружают в печь азотирования марки США 8.12/6 и заполняют азотирующей атмосферой из 307-ного аммиака и 70Х-Hîão азота. Печь с инструментом нагревают до 450+10 С и выдерживают в течение 2,5 ч до прогрева печи и всей садки. После этого печь нагревают до 520+5 С (время нагрева 20 мин) и выдерживают 30 мин.

Затем реторту с инструментом доставляют из печи и охлаждают ее в колодце до комнатной температуры.

Эффективность предлагаемого способа проверяют на 100 метчиках, азотированных партиями по 33-34 шт. Эти партии метчиков имели идентичные свойства и износились путем истирания после обработки примерно одинакового количества деталей, в то время, как обработка по известному способу прототипа давала большой разброс в csoHc aax. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Предлагаемый способ

Известный способ

Партия Обработано деталей, Разброс шт. стойкос ти, 7

Обработано деталей, Разброс

BIT ° стойкости Ж

33,2

2100

0,68

1000

2030

2,12

1390

7,1. 2120

1,48

2100

36,2

В среднем

2083

1,43

25,5

1496

При азотировании известным спосо- ства и изнашиваются путем выкрашивабом метчики имеют нестабильные свой- ния кромки или ее смятия и истирания.

1148895

Составитель P.Këûêîâà

Редактор А.Шишкина Техред С.Мигунова Корректор. Н.Кородь

Заказ 1827/16 Тирак 900 :Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Повышение стабильности свойств азотированных метчиков увеличивает их суммарный эксплуатационный ресурс на 139Х. При годовом расходе метчиков на сумму 20 тыс. руб. экономический эффект от использования способа составит 11,6 тыс. руб.

Аналогичные результаты были получены на червячных фрезах из стали

5 Ð6Ì5.