Способ обработки стальных изделий

Способ обработки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлов, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, станкостроении для упрочнения инструмента и оснастки (штампы, пресс-формы), работающих в условиях интенсивного изнашивания и ударных нагрузок. Цель - снижение микрохрупкости и пористости поверхностного слоя при сохранении достаточной твердости . Способ включает нанесение на изделия гальванического хрома толщиной 35-40 мкм, помещение изделий в реакционную камеру со смесью, содержащей титан и древесный уголь, вакуумирование, нагрев до температуры насыщения, ввод четыреххлористого углерода, изотермическую выдержку и охлаждение со скоростью 750-850°С/ч. Способ позволяет снизить микрохруПкос Ть покрытия в 1,1-1,4 раза, пористость - в 3-7 раз при сохранении достаточной твердости. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 12/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644042/02 (22) 27,12.88 (46) 15,02.91, Бюл. N 6 (71) Киевское станкостроительное производственное объединение им.М.Горького и Киевский политехнический институт (72) В.Г. Хижняк, В.Ф. Лоскутов, М,В, Киндрачук, В,В. Козлов и Е.И. Назаренко (53) 621,793.669.586,5(088.8) (56) Лоскутов В.Ф,, Хижняк В.Г., Бякова А.В. и др. Многокомпонентные покрытия на сталях,/Сб.: Защитные покрытия на металлах, Киев: Наукова Думка, 1980, вып, 14, с. 46 — 47. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлов, и может быть использовано в

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлов, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, станкостроении для упрочнения инструмента и оснастки (штампы, пресс-формы), работающих в услових интенсивного изнашивания и ударных нагрузок.

Цель — снижение микрохрупкости и пористости поверхностного слоя при сохранении твердости.

Способ включает нанесение на иэделия гальванического хрома толщиной 35 — 40 мкм, помещение изделий в реакционную камеру со смесью, содержащей титан и древесный уголь, вакуумирование, нагрев до температуры насыщения, ввод четыреххло,. Ы2, 1627589 Al машиностроении, приборостроении, станкостроении для упрочнения инструмента и оснастки (штампы, пресс-формы), работающих в условиях интенсивного изнашивания и ударных нагрузок. Цель — снижение микрохрупкости и пористости поверхностного слоя при сохранении достаточной твердости. Способ включает нанесение на иэделия гальванического хрома толщиной 35 — 40 мкм, помещение изделий в реакционную камеру со смесью, содержащей титан и древесный уголь, вакуумирование, нагрев до температуры насыщения, ввод четыреххлористого углерода, изотермическую выдержку и охлаждение со скоростью 750 — 850 С/ч, Способ позволяет снизить микрохруйкость покрытия в 1,1 — 1,4 раза, пористость — в 3 — 7 раз при сохранении достаточной твердости.

1 табл. ристого углерода, изотермическую выдержку и охлаждение со скоростью 750 — 8500С/ч, Снижение микрохрупкости и пористости слоя обусловлено формированием многослойного покрытия на основе карбида титана и твердого раствора титана и хрома в результате диффузионных процессов, происходящих при титанировании сталей с гальваническим хромом толщиной 35 — 40 мкм и скорости охлаждения после титанирования 750 — 850 С/ч.

Четыреххлористый углерод, введенный в реакционное пространство при комнатной температуре, способствует тому, что интенсивное хлорирование титана с образованием хлоридов титана начинается уже при

40 — 50 С. Кроме того, возможно протекание реакций взаимодействия гальванического

1627589

55 хрома с хлором с образованием хлоридов хрома, Термодинамический анализ возможных реакций показал, что вероятность протекания реакций хлорирования титана возрастает при наличии в реакционном пространстве хлоридов хрома, Развитая вследствие наличия значительного количества пор и несплошностей поверхность гальванического хрома активно адсорбирует атомы титана, которые диффундируют в глубь гальванического хрома и стали, образуя в результате взаимодействия с углеродом карбид титана. Поры и несплошности в этом случае исчезают. При этом наблюдается встречная диффузия железа стали к границе: газовая среда — поверхность, что приводит к снижению пористости и микрохрупкости слоя при сохранении достаточной твердости.

Охлаждение со скоростью 750-850 С/ч предотвращает скопление вакансий на дефектах кристаллической решетки покрытия (границы зерен, границы раздела слой— стальная Основа). Это в итоге также приводит к снижению пористости и микрохрупкости аллоя, Кроме того, при Охлаждении со скоростью 750-850ОС/ч происходит закалка уча стков стальной основы непосредственно под слоем. Это исключает необходимость упрочняющей термической обработки иэделий и предотвращает образование пор, растрескивание и Охр1 пчивание покрытия.

Способ Осуществляют следующим образом.

В герметичную реакционную камеру помещают гюрошок титана и древесный уголь В вцде К К08 произвольнОй фОрмы. Затем B KBмеру загружают изделия, предварительно и Одвергнутые гальваническому хромированию с толщиной слоя 35-40 мкм. При помощи вакуумного насоса создают в ней разрежение, 5 10 мм рт.ст., отключают насос, вводят в реакционную камеру четыреххлористый углерод из расчета 1,5 мл на 1м насыщаемой поверхности, производят нагрев до температуры насыщения и осуществляют изотермическую выдержку в течение 2-4 ч. После окончания процесса насыщения детали вместе с реакционной камерой охлаждают до комнатной температуры со скоростью

750-850 С/ч.

В таблице приведены свойства покрытий на инструментальных сталях У10А, 9ХС, Х12М, полученных по известному и предложенному способам. Примеры 5, 6 показывают свойства покрытий, полученных на инструментальных сталях с гальваническими покрытиями, толщины которых выходят за рамки заявляемых. В примерах 9, 10 охлаждение осуществляли со скоростями, выходящими за рамки заявляемых. При этом резко возросли микрохрупкость покрытия и его пористость, Пористость покрытий определяют следующим образом.

Образцы с покрытиями диаметром

30 мм обезжиривают в спирте, высушивают, помещают на пропитанную реактивом фильтровальную бумагу и выдерживают в течение 10 мин. Реактив для пропитки имеет следующий состав; NaCI 60 мг/л; K3(FeCN)g

10 г/л и б!С!з 60 мг/л. Пористость оценивают по количеству отпечатков flop на фильтровальной бумаге, подсчитанных визуально, отнесенных к 1 мм обработанной поверхности.

Микрохрупкость покрытий оценивают по изменению количества отпечатков с трещинами при увеличении нагрузки на инденторе прибора ПМТ-3 и определяют по формуле

1 dZ

y=

Ро (1Р где Po — нагрузка, при которой количества отпечатков с трещинами и без них равны;

dZ, — тангенс угла наклона кривой, описывающей зависимость увеличения количества отпечатков с трещинами от роста нагрузки на инденторе прибора

ПМТ-З.

Таким образом, предложенный способ позволяет снизить микрохрупкость покрытия в 1,1-1,4 раза, а пористость — в

3-7 раэ при сохранении достаточной твердости.

Формула изобретения

Способ обработки стальных изделий преимущественно из инструментальных сталей, включающий помещение иэделий в камеру со смесью, содержащей титан и древесный уголь, вакуумирование, ввод четыреххлористого углерода, нагрев до температуры насыщения, изотермическую выдержку и охлаждение, о т л и ч а ю щ и йс я теМ, что, с целью снижения микрохрупкости и пористости при сохранении твердости, предварительно проводят нанесение на изделие гальванического хрома толщиной 35-40 мкм, а охлаждение осуществляют со скоростью 750850" С/ч.

1627589

- LOLA

С Ъ N N ооо

СЦ СЧ С4

С-1 о о

CL

Ф

o m о 00С

С

Б ооо ооо о о о

ОЪ О> ф

CV CV CV о с

S

3 с о

IIX

12 а

К

Z

Ф о

Ф,!

X т

CL й) NNc

z m

Щ

1о Р о

3 о

О. !О

2 м

Е

Ф

Q!

О.

CL

cmmo с

Е

Ф

1ооо

О 1С1В ооо

I- o

О с о Ф

C lЩ

Ф

IO

>Я о

Ф и

)Я

Е

Ю

O

Z с

Е

Cl

Ф (»

ouN

< Б х

> о х!

ЕФw

Y S Z lФ р

r o Ф К

% „Ц*:

z т о а о х

Ф х

Z

Ю о о о с (Э!

2 а

e Q а л

Z I- т

Ф У

О oo" о и

<оо

Е ILI Z

OSS

ХФс

ФФО о ьO к

Z о

Ф

Y о с

Z

ID о

)Я

I а

Ф

Е

CL с

О.

Ф

Ф

CL с х

m с и

Z х

Z

Ф с о с

Z

Щ

I»

S о

С

S

Ф о а

Е о

CL ,э

Е о о

Ф

Х

Z

С0

Ф

l х

2 о с

CL л! х о о а о

Y c

Б о

Р )

О. о с ооф Ф "Ф С Ъ

ОООЕ1СЧСЧ

° ф ф

nr)nooo

LA CV CV ооо оо

- CO СЧ СЧ СЧ

О О! О О О О о ооо ооо ооо фффооо

С С! С.! О О О а о о оооффф

ОООЬЬС"

CV CV CV

CV CV CV

ID LA LA (О 01 1Л ! !

LAW&

СЧ CV O СМ A C

ОО ОО ОО

ID lA LA О 1Г) lA оооооо

ouzo UN

< Б< Б хх

> о х> о х о

Ф Ф а

S е

m s z z IL! 2ФО

ФЕФхф

СФФ

C m o м о, Е Ф о

X E X Iск? е оо е О

)-с а

) m

Ф Q. <1. Ф тоmS. mO mZ о

m фао ФФ

*с YOС оо д

z oo m

О оф— о о о о

С ) С 3 С )

ocio

СЧ 01 0

С ) N N

o o ci

СО Îl CJ) ооо

Р4 СЧ СЧ ооо счоо

С Э С ) С ) С 4 N N

o ci o о о о ооо

0)ЮЮ

00 CO CO

СЧ N С"4 ооо ооо

L0OO

CO CO CO

СЧNN ооо ооо ооо сГ с сГ

СЧ СЧ СЧ X

1.0

CL х

cr, 2

Ф Ъ

CL

N С4 СТ

z

CL (0 5 а О ооо

О Л LO ооо ооо орла ооо ооо

O L0 L0 о о о

CL

o + сч

< х

> 0 х

< 4 2

ОxN

0 KX

<о

OхN х

2

CL

0 с

Ф

Е

S а с о

IS

z е и

Ф х

Щ

m и и е

:у

>5 в

X е

2 и

Щ

Л:

z

Ф и

Ф

z

\О о и о с и

СЧ N Cf ооо

O L0 LCt ооо

<и>

Ох С 4

> 0 х

О х Õ с

oe0i X

vи->

Ф Ф

t4;

5 O

rmñ

m и

444 O S

О- 0

5 Z

Е о итх

Q а оие щ и о

Y m eOuuY

e5SOФ т

5 t- Ф 5

Ф 5 с z и (m ай Ф с о х ас о

S

les с ма о а

l щ

uN,Y

Ф Ф с>

К

r or

mue с

m u

o s e

О.О>

Szm

5 4

1627589

o o

Y у а

u x

ОИФ ио О о

m ФО и

5СО Ф

t-ebs

С 44 5

)(l- а>

mum

О .а

СО.с х о щ

Ю с ха о а

l- щ

ut Y m

С )

1Х

zoz

muelc

m0u

05Ф ао >

5 ? х о о х и х

О v Ф ио О о х

Ф5ж и

5„Ф

Ф Я щum с х о.с о! m о а щ

u t x

С )

K 5 ох

444 и И

О 1S а.о 5

S z

1 о

Y y и о и ио

m eo т 5О

m zСО 5Ф, л

m v с о х о