Способ сульфидирования стальных изделий

Способ сульфидирования стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ СУЛЬФИДИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно инструмента включамций изотермическую вьщержку в расплаве солей, содержащем роданиды щелочных металлов и тиосульфат натрия, отличающийся тем, что, с целью повсдпения долговечности инструмента, изотермическую выдержку проводят при 240-300 с в расплаве солей следующего состава, мае.%: Роданистый калий 70-80 Роданистый натрий 5-15 Тиосульфат натрия; 10-15 (Л с

СОКИ СОВЕТСНИХ

С ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ)УБЛИН (19) () )) 4(si) С 23 С 8 54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаеснамм свидвювствм (21 ) 3450036/22-02 (22) 07.04.82 (46) 23.04.85. Бюл. И- 15 (72) 3.Ф.Хныкина, А.H.Лащик и Г.К.Кутуева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промынленности (53) 621.785.539:669.131. 14(088.8) (56) 1. Заявка Японии Ф 31730, кл. 12 А 3, опублик. 1970.

3. Минкевич А.И. Химико-термическая обработка металлов и сплавов, М., "Мащиностроение", 1965, с. 263. (54) (57) СПОСОБ СУЛЬФ1ЩИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно инструмента, включающий изотермическую выдержку в расплаве солей, содержащем роданиды щелочных металлов и тиосульфат натрия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьапения долговечности инструмента, изотермическую выдержку проводят при 240-300 C в расплаве солей о следующего состава, мас.X:

Роданистый калий 70-80

Роданистый натрий 5-15

Тиосульфат натрия 10-15

1151589

Йзобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической .обработке в расплавах солей, в частности к сульфидированию, и может быть использовано в машиностроении 5 для упрочнения инструмента типа метчиков, сверл, фрея, пуансонов, матриц высадочных автоматов.

Известен способ сульфоазотирования стали при низкой температуре (1), который осуществляется в ванне состава, Х:

Обезвоженный тиосульфат 2-55

Роданид щелочного металла 2-40

Цианиды и карбонаты щелочного металла Остальное

Недостатком способа, препятствующим использование метода, является 20 применение вредных для здоровья людей цианидов щелочных металлов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ 25 сульфидирования в расплаве солей состава: 75Х роданистого калия, .25Х тиосульфата натрия при 180-200 С j2j .

Недостатком известного способа является незначительное повышение 30 долговечности инструмента.

Целью изобретения является повышение долговечности инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сульфиди- И рования стальных изделий, преимущественно инструмента, включающему изотермическую выдержку в расплаве солей, содержащем роданиды щелочных металлов и тиосульфат натрия, изо- 40 термическую выдержку проводят при

240-300О0 в расплаве солей следующего состава, мас.Х:

Роданистый калий 70-80

Роданистый натрий 5-15 45

Тиосульфат натрия 10-15

При низкотемпературной обработке сульфидирование происходит в газовой среде, образующейся от разложения роданистых солей. Роданистый калий 50 служит катализатором и способствует активному распаду серосодержащих солей.

В результате введения 5-15Х-ro роданистого натрия расплав сохраняет 55 жйдкотекучесть, что уменьшает вынос солей из расплава. Ввиду того, что концентрацию роданистого натрия и количество свободной серы необходимо поддерживать на определенном уровне, в ванну вводится тиосульфат натрия

Na>S<0 — 10-20Х который реагирует с продуктами распада роданида натрия, восстанавливает его. При этом отсутствуют балластные осадки Nappe(CN)<) и Na

При большем содержании в расплаве указанных активных компонентов происходит большее выделение свободной серы (предельно допустимая концентрация серы и серосодержащих элементов в рабочей зоне 0,01 мг/л), которая, не прореагировав с железом, уходит в атмосферу, загрязняя ее. Свободная сера, взаимодействуя с железом, образует сернистое железо FeS, которое обеспечивает высокие противозадирные свойства инструмента. Продукты химического процесса, происходящего в ванне, получаются газообразными, уходящими из расплава. При такой низкой температуре не происходит выделение цианата калия (температура разложения роданидов калия и натрия—

400 C) что улучшает условия труда. о

Обработке подвергались метчики

М16 и сверла 94 мм из стали Р6М5 и обрезные матрицы болтовых холодновысадных автоматов из стали ЭИ161.

Перед обработкой инструмент обезжиривается, промывается, сушится и подогревается до 180-20ОC.

Подготовка ванны под обработку осуществляется следующим образом: загружаются роданиды щелочных металлов и после расплавления (температура 240-300 С) малыми порциями идет загрузка гипосульфита натрия.

Время выдержки 5-70 мин устанавливается экспериментально в зависимости от конфигурации детали.

Пример. В шахтную отпускную печь типа ПН-32 помещается смесь порошков роданистого калия и роданистого натрия состава, вес.X: роданистый калий 75, роданистый натрий 13. После расплавления этой смеси добавлялся тиосульфат натрия 12.

Одновременно на поддон печи помещается обезжиренный инструмент, который прогревается перед обработкой до 180ОС. После расплавления солей он помещается в емкость с расплавом

О и выдерживается при 280 С в течение: сверла из стали Р6М5, 94 мм - 5 мин, летчики М16 из стали P6N5 — 20 мин, 1151589 обсечные матрицы с размером "под ключ" 30 мм — 70 мин.

Обработанные обсечные матрицы из экспериментальной марки стали

ЭИ-161 с размером "под ключ" S = 30мм g испытываются на холодновысадочном болтовом автомате GPB 161 при изготовлении болтов М20 из стали 40Х с шестигранной головкой.

Обработанные метчики испытываются при нареэании резьбы в гайках М16 при,скорости резания 15 шт/мин.

Данные по обработке предлагаемым и известным способами приведены в таблице.

Из анализа экспериментальных данных, приведенных в таблице, следует, что долговечность инструмента, обработанного по предлагаемому способу, в 1,5-3,5 раза выше, чем долговечность инструмента, обработанного по известному способу.

1151589 о о

СМ ч

ФЧ

О о

f4 о ч (4

3 ЗЗ 3 3 о о о о о о

an н1

Ф

an о о л оо о о

4 Ъ о

Ф»3

О

СЧ о

CV о.

-J

DanD чОООО

-т an Oa еч O л Ol

cog ч

ООО лв

° n CaI ч О

Очч

° » ° чч л м

О п /ъ

00 °

ООО

ФО

МЪ an Ial лн-i

) Ф»!."3!!3 Х

Ф рТ

1ь но а Х х и

:5 «в

1 о

34 Х Х

3 % ф

О О Х

О

° a

Я k

35$ «ВЪ

Я IC

% аа ! f»

k Х Х

3i

Х Х Ц ф Х э

Ое Фе &I

Ф

М

1Е

I I I

3ЗЗ 3 3 33

an an an Ч ч n an ф а4 ф

Х k Х

?j

IO Ю О

9 Р м

5е 3 фР» Э иХ

О Х3к ч

Ы Х !! О к1ь о"

)pK

323

g)e

«oË

) а 4I

g ka

3(3 сА

s i. .

III å