Способ цементации стальных изделий

Способ цементации стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам цементации стальных изделий, изготавливаемых из высокохромистых и быстрорежущих сталей, и может быть использовано в машиностроении для повышения износостойкости деталей и технологической оснастки (штампов, прессформ, фильер и т оп.). Цель - повышение качества слоя за счет устранения шпинельной зоны, сплошности карбидной зоны и повышения равномерности слоя. Способ цементации включает нанесение на поверхность изделий обмазки , содержащей углекислый натрий в количестве 60-300 г/л клеющей органической жидкости, загрузку в насыщающую смесь, нагрев до температуры цементации и выдержку. В результате способ позволяет получать равномерный слой с более высоким качеством без темной шпинельной и сплошной карбидной зон. 1 табл. а S а

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ($g)g С 23 С 8/22 » — (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф:

4а е

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4619618/02 (22) 13. 12, 88 (46) 07.04.91.Бюл. И» 13 (71) Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева (72) 10.Н.Гапонов и В.М.Игонина (53) 621,793.669.586:5 (088.8)

»56) Авторское свидетельство СССР

К - 749932, кл. С 23 С 9/00, 1980. (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к металлургии,, в частчости к химико-териической обработке, а именно к процессам цементации стальных изделий» изготавливаемых из высокохромистых и быстрорежущих сталей, и может быть исполь"

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам цементации стальных изделий, изготовляемых из высокохромистых и быстрорежущих сталей, и может быть использовано в машиностроении для повышения износостойкости деталей и технологической оснастки (штампов, прессформ, фильер и т.п.) .

Цель изобретения — повышение качества слоя за счет устранения шпи-, нельной1, зоны, сплошной карбидной зоны и повышения равномерности слоя.

Способ цементации включает нанесение на поверхность обмазки, содержащей углекислый натрий в количестве

60-300 г/л, клеющей органической

„„Я0„, 164О2О2 А 1 зовано в машиностроении для повышения износостойкости деталей и технологической оснастки (штампов, прессформ, фильер и т,п.). Цель — повышение качества слоя за счет устранения шпинельной зоны, сплошности карбидйой зоны и повышения равномерности слоя. Способ цементации включает нанесение на поверхность изделий обмазки, содержащей углекислый натрий в количестве 60-300 г/л клеющей органической жидкости, загрузку в насыщающую смесь, нагрев до температуры цементации и выдержку. В результате способ позволяет получать равномерный слой с более высоким качеством без темной шпинельной и сплошной карбидной зон. 1 табл. жидкости, загрузку, нагрев до температуры цементации, выдержку в твердом или газообразном карбюризаторе.

Действие углекислого натрия направлено на преодоление барьерной, роли стойкой пассивной окисной пленки. Уже на начальном этапе цементации над поверхностью с нанесенным углекислым натрием образуется газовая фаза, преимущественно содержащая СО .

В результате внутреннего окисления, развивающегося при недостатке кислорода, стойкие пассивные окислы хрома трансформируются в сложные окислы типа шпинели. Образующийся тонкий шпинельный слой оказывается легко преодолимым для углерода и, кроме того, 1640202 он нейтрализует возможное дальнейшее окисление поверхности кислорода.

Выбор интервала концентрации углекислого натрия в суспензия 60-300 г/л

5 обусловлен необходимостью обеспечения перевода окисной пассивной пленки в углеродопроницаемый слой шпинели как по толщине окисной пленки, так и по всей цементируемой поверхности обрабатываемого изделия. При концентрации углекислого натрия в суспензию менее 60 г/л пассивная пленка может частично сохраняться и стабильность процесса цементации при этом нарушает 15 ся, концентрация углекислого натрия свыше 300 г/л нецелесообразна, так как приводит к повышенному расходу еагента и, кроме того, может вызвать образование темной шпинельной зо 20 ны, т.е. ухудшить качество цементованного слоя. Устранение барьера для насыщения высоколегированной стали углеродом обеспечивает возможность проведения цементации в обычных стан- 25 партных карбюризаторах, возможность регулирования содержания углерода в

".чое путем изменения углеродного потенциала насьш1аищей среды и высокую скорость насьш1ения. 30

Проведение цементации в стандартных карбюризаторах при обеспечении высокой скорости насыщения, а также применимость способа для различных марок высоколегированных сталей расширяют возможности способа. Применение для цементации высоколегированных сталей обычных карбюризаторов и реализация возможности регулирования содержания углерода в слое исключа- 40 ют образование темного шпинельного и сплошного карбидного слоев, что обеспечивает высокое качество цементованному слою, Отсутствие барьера для углерода гарантирует стабильность 45 процесса цементации. В целом обработка упрощается„ так как для подготовки поверхности к цементации используется только однокомпонентная суспензия, которая наносится на поверхность либо кистью, либо с помощью пульверизатора, либо окунанием.

Пример. Цементации подвергают образцы после точения из сталей маРок Р6М5 и Х12М. Одну паРтию образцов цементируют по предлагаемому способу в стандартном бондюжском карбюризаторе с подготовкой поверхности путем нанесения обмазки из углекислого натрия в виде суспензии в клее БФ-2 при концентрации 180 г/л.

Вторую партию образцов обрабатывают по известному способу. На образцы наносят окунанием суспензию состава, вес.Х: триэтаноламин 85; сажа газовая 10; углекислый барий 5.

Затем смоченную суспензией поверхность покрывают путем погружения порошкообразной смесью, состоящей из сажи и углекислого бария при соотношении соответственно 70 и 30 вес.X.

Цементацию проводят также в стандартном бондюжском карбюризаторе.

Для уточнения пределов концентрации углекислого натрия в суспензии цементируют аналогично образцы из стали Р6М5 с предварительным нанесением суспензии с концентрацией углекислого натрия 40, 60, 300 и 320 г/л.

Все образцы цементируют при 970 С в течение 7 ч с обычной герметизацией контейнеров.

После цементации образцы подвергают микроанализу с целью определения параметров слоя и оценки его качества. Качество слоя оценивают по отсутствию темной шпинельной и сплошной карбидной зон с учетом глубины цементованного слоя.

Результаты металлографического анализа образцов, обработанных по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице.

Анализ данных показывает, что по сравнению с известным способом обработка по предпагаемому способу обес" печивает получение равномерного слоя более высокого качества без наличия темной шпинельной и сплошной карбидной зон, Формула изобретения

Способ цементации стальных изделий преимущественно из высокохромистых и быстрорежуцих сталей, включающий нанесение обмазки, содержащей углекислую соль и органическую жидкость, загрузку в насыщающую смесь, нагрев до температуры цементации и выдержку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слоя за счет устранения шпинельной зоны, сплошной карбидной зоны и повышения равномерности слоя, наносят обмазку, содержащую углекислый натрий в количестве 60-300 г/л клеющей органической жидкости.

1640202

Расномерность слоя

Толщина мм

Марк стал

Режим обработки то- темной шпинельной зоны го

Отсутствует Отсутствует Равномерный

0,7

Предлагаемый 180

Р6М5

0,6

Х12М

180

0,7

300

0,7

0 5

0,6

0,1

Р6М5

Известный. 0,5

Отсутствует Колебания Колебания по по толщине толщине до до 0,03 0 17 мм

Х1 2М

Составитель Н. Сункина

Редактор С.Пекарь Техред g.дидык Корректор А.Обручар

Заказ 999 Тираж 569 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Концентрация углекислого натрия в успензии, г/л сплошной карбидной зоны

Колебания по толщине до

0 15 мм