Способ комбинированной химико-термической обработки стальных изделий

Способ комбинированной химико-термической обработки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано для увеличения срока службы деталей машин, приборов и механизмов. Цель изобретения - увеличение износостойкости изделий. Для этого в способе химико-термической обработки стальных изделий, включающем карбонитрацию, дополнительно осуществляют диффузионное насыщение изделий гафнием, причем насыщение гафнием проводят перед карбонитрацией при 1100-1200°С в течение 4-6 ч в составе, содержащем, мас.%: порошок гафния 50-75

хлористый аммоний 3-5

окись алюминия остальное. При обработке изделий по предложенному способу их износостойкость увеличивается в 2,0-3,0 раза по сравнению с изделиями, обработанными по известному способу. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 26 А1

С 19) а) (584 С 23 С 12 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ, СВИДЕТЕПЬСТБУ

50-75

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4387994/23-02 (22) 09.03.88 (46) 15.10.89. Бкл. N - 38 (72) В.Г. Артемчук (53) 621.785.51.539 (088.8) (56) Артемчук В.Г. и др. Повышение стойкости инструмента методом карбонитрации. — Станки и инструмент, 1977, Р 10. (54) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ХИИИКОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАПЪНЫХ ИЗДЕЛИЙ

{57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано для увеличения срока службы деталей машин, приборов и мехаИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий гафнием с последующей карбонитрацией, и может быть использовано для увеличения срока службы деталей машин, приборов и механизмов.. Цель изобретения — повьппение износостойкости стальных изделий.

Способ химико-термической обработки стальных изделий включает карбонитрацию, перед которой дополнительно осуществляют диффузионное насыщение стальных изделий гафнием при 1100-1200 С, причем насыщение гафнием осуществляют в составе, содержащем, мас.%:

2 низмов. Цель изобретения — увеличение износостойкости изделий. Для этого в способе химико-термической обработки стальных изделий, включающем карбонитрацию, дополнительно осуществляют диффузионное насыщение изделий гафнием, причем насьпцение гафнием проводят перед карбонитрацией при 1100-1200 С в течение

4-5 ч в составе, содержащем, мас.%: порошок гафния 50-75; хлористый аммоний 3-5; окись алюминия остальное. При обработке изделий по предложенному способу их износостойкость увеличивается в 2,0-3,0 раза по сравнению с изделиями, обработанными по известному способу. 2 табл.

Порошок гафния

Хлористый аммоний 3-5

Окись алюминия Остальное

В результате такой обработки на поверхности стальных изделий образуется диффузионный слой, состоящий иэ карбонитрида гафния, имеющий твердость 16000-20000 МПа.

Процесс химико-термической обра ботки осуществляют следующим образом.

Изделия, предназначенные для обработки, обезжиривают в горячем (8090) С 5%-ном щелочном растворе и сушат при 100-150 С. Остывшие изделия укладывают в контейнеры с плавкими затворами, послойно пересыпают смесью указанного состава, загружа35

3 151 ют в электропечь„нагревают до 1100о

1200 С и выдерживают при этой температуре 2-10 ч, Вместе с изделиями химико-термической обработке подвергают образцы, изготовленные из той же стали, что и иэделия, по которым определяют толщину диффузионного слоя и износостойкость.

После диффузионного насыщения гафнием изделия подвергают карбонитрации в расплаве калия циановокислого. Температура карбонитрации состав— ляет 540 †5 С, а продолжительность выдержки 2-8 ч.

Эффективность предлагаемого способа химико †термическ обработки подтверждается примерами.

Пример 1. Образцы, изготовленные из стали марки 20, подверт али диффузионному насыщению гафнием в составах, массовое процентное содержание которых представлено в табл„1.

Температура процесса составляла о

1200 С, а продолжительность выдержки 6 ч. В дальнейщем образцы подвергали карбонитрации в расплаве калия циановокислого в течение 6 ч при о

540 С. После химико-термической обработки образцы испытывали на износ на машине трения марки МИ" и измеряли поверхностную твердость.

Результаты испытания представле— ны В табла 1 е

Из полученных даннь1х следует, что износостойкость образцов, обработанных предложенным способом, уве— личивается в 2,0-3,,4 раза по сравне— нию с образцами, обработанными известным способом.

Оптимальным составом для насыщения гафнием являет< я состав, содержащий компоненты в заявленных пределах. При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений твердость диффузионного слоя и износостойкость образцов

4826 1 увеличиваются незначительно по сравнению с известным способом, а при содержании активных компонентов более верхних предельных значений твердость и износостойкость образцов не увеличивается по сравнению с оптимальным составом, а стоимость состава увеличивается.

10 Пример 2. Химико-термичес1 кой обработке описанным способом подвергали также образцы, изготовленные из сталей марок Ст.3, 45, 65Г и 4Х5В2ФС, Насыщение. гафнием осущест15 вляли в составе 2, табл.1. Темперао тура насыщения составляла 1100 С, а продолжительность выдержки 4 ч. После насыщения гафнием образцы подвергали карбонитрации при 580 С в течение 8 ч, Для сравнения такие же образцы подвергали только карбонитрации при этих же режимах, Обработанные образцы подвергали испытаниям на износ и измеряли твердость диффузионного слоя.

Результаты испытания представлены в табл.2.

Из полученных данных следует, 30 что предлагаемый способ химико-термической обработки является высокоэффективным способом увеличения износостойкости изделий в 2-3 раза.

Формул а изобретения

Способ комбинированной химикотермической обработки стальных изделий, включающий карбонитрацию, о тл и ч а ю шийся . тем, что, с

t целью увеличения износостойкости изделий, перед карбонитрацией проводят диффузионное насыщение изделий гафнием при 1100-1200 С в течение

4-6 ч в порощкообразном составе, со45 держащем следующие компоненты, мас.Х:

Гафний 50-75

Хлористый аммоний 3-5

Окись алюминия Остальное

1514826

ТверИзнос образцов, 2 г/см ° ч дость диффузионного слоя, ИПа

45.2

53

47

36

20

14

Твердость диффузионного

Износ образцов г/см ° ч

2 слоя, ИПа

3,64

3,46

3,22

3,04

1,65

16500

Ст.3

65Г

4Х5В2ФС

Ст.3

Известный

«и

lt !

1t

It

65Г

4ХАВ2ФС

1,57

1,46

1,38

1 8000

20000

Состав смеси, мас.Ж

Порошок гафния

Хлористый аммоний

Окись алюминия

Порошок гафния

Хлористый аммоний

Окись алюминия

Порошок гафния

Хлористый аммоний

Окись алюминия

Порошок гафния

Хлористый аммоний

Окись алюминия

Порошок гафния

Хлористый аммоний

Окись алюминия

Известный способ

Расплав калия циановокислого

Сталь Способ химико-термической обработки

Пр едл агаеMbIH

Габлица I

4600 3,20

16200 1,75

17000 1,25

17500 1,03

17500 1,03

3500 3,52

Т а б л и ц а 2