Состав для нитрооксидирования и альфирования

Состав для нитрооксидирования и альфирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, к нитрооксидированию твердых сплавов в инструментальных сталей, к оксидированию (альфированию) титановых сплавов. Цель изобретения - повышение износостойкости, интенсификация процесса при снижении стойкости за счет неоднократного использования смеси. Для этого в состав смеси вводится порошок перлита природного вулканического в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас %: перлит природный вулканический 7 - 10, карбамид - остальное. Это позволяет упростить и интенсифицировать нитрооксидирование инструмента, повысить его износостойкость в 1,4 - 1,7 раза. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С 23 С 8/72

ГОСУДАР СТВ Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4711028/02 (22) 27,06.89 (46) 23.07.91. Бюл. М 27 (72) А,Н. Тарасов, Т.А. Никулина, Е.Д. Кубрин и В.Ф. Смирнов (53) 621.785.5106(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР йг 1142524, кл. С 23 С 8/32, 1983. (54) СОСТАВ ДЛЯ НИТР(ОКСИДИРОВАНИЯ И АЛЪФИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, к нитрооксидированию твердых сплавов, инИзобретение относится к химИко-термической обработке металлов и сплавов, к нитрооксидированию высоколегированных твердых сплавов, инструментальных сталей, к оксидированию (альфированию) титановых сплавов.

Цель изобретения — повышение износостойкости, интенсификации процесса при снижении стоимости эа счет неоднократного использования смеси.

В состав смеси вводится перлит природный вулканический при следующем соотношении компонентов, мас, :

Перлит природный вулканический 7 — 10

Карбамид Остальное

Сущность изобретения в том, что в состав смеси вводится перлит природный вул-. канический, позволяющий создать вокруг обрабатываемых деталей атмосферу с заданным постоянным содержанием кислорода. Одновременно в состав смеси вводится карбамид, который не увеличивает количе„„. Ж„„1664872 А1 струментальных сталей, к оксидированию (альфированию) титановых сплавов. Цель изобретения — повышение износостойкости, интенсификация процесса при снижении стойкости за счет неоднократного использования смеси. Для этого в состав смеси вводится порошок перлита природного вулканического в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мэс. Д: перлит природный вулканический 7—

10, карбамид — остальное, Это позволяет упростить и интенсифицировать нитрооксидирование инструмента, повысить его износостойкость в 1,4-1.7 раза. 2 табл. ство свободного кислорода, но повышает азотный потенциал атмосферы вокруг деталей и является поставщиком окиси углерода.

Перлит природный является веществом с малым насыпным весом,, веществом, увеличивающим удельный объем при быстром нагреве в 10 — 15 раз, что способствует рыхлению засыпки и улучшению условий поставки атомарных кислорода, азота, углерода к поверхности деталей, находящихся в контейнере, в упаковке для термообработки. I

Одновременно перлит содержит кроме

65-750/, окиси кремния, 10 — 15 окиси алюминия, до 3-67 связанной воды и примеси окислов магния, натрия, кальция и при этом обеспечивает стабильный окислительный потенциал засыпки эа счет диссоциэции и разложения воды. В присутствии щелочных металлов процесс диффузии атомарного уг. лерода, азота и кислорода протекает более

/ интенсивно.

1664872

Обработанные резцовые вставки имеют

40 после охлаждения с печью повышенные эксплуатационные свойства, износостойкость при резании сплава молибдена ЦМ-10 повышается в 1,7 раза. Исключено окисление тончайших режущих кромок в поверхностном слое, равном 15 мкм, содержание 45

Оксидов и азота в сОставе нитрооксидов кобальта и вольфрама, определенное рентгеноструктурным анализом, составляет 17 — 18%, Не наблюдается также выкрашивания режущих кромок, связанного с неравномерным 50 формированием слоя вследствие неравномерного поступления к поверхности кислорода и азота, характерного для известного состава.

Сравнительные характеристики дета- 55 лей при обработке в предлагаемом и иэ. вестно мсоставах;для нйтрооксидирования йредставлены в табл.1 и табл.2, Пример 2. Притиры для обработки юстировочных зеркал изготовляют из титаКарбамид при диссоциации и разложении в процессе нагрева частично компенсирует окисляющую активнбсть перлита, но в . выбранном количестве не повышает углеродный потенциал, характерный для смеси 5 с углем или карбюризатором, тем самым предотвращается науглероживание, просходящее при цементации, Фактически ! смесь позволяет создавать нитрооксидиру,ющие атмосферы, одновременно не интен- 10 сифицируя обезуглероживание высоколегированных углеродистых сталей и сплавов.

При практическом приготовлении и использовании смеси берут карбамид по 15

ГОСТ 6691-77 (NHz)zCO и перлит природ,ный вулканический Среднеазиатского

:,месторождения с содержанием SiOz=-76, А120з=11,9%, Са0=0,80%, Mgo=0,10%, РегОэ=1,90%, остальное — окислы щелочно- 20 земельных металлов. Перлит природный

Камчатского месторождения идентичен по, составу Среднеазиатскому.

Пример 1, Резцовые вставки из особо мелкозернистого твердого сплава ВК6-OM 25 размера 2х5х40 мм нитрооксидируют в смеси предлагаемого состава с укладкой s поддончики из нержавеющей стали и с нагревом в вакуумной печи. Смесь содержит

12 мас. перлита природного и 90 мас.% 30 карбамида и ею после перемешивания засыпают твердосплавные вставки слоем 10—

10 мм. Закрытый крышкой контейнер из листовой стали 0,8 мм помещают в рабочее, пространство малоэнергоемкой вакуумной 35 печи СНВЛ-0,8 0,5/11, нагревают до 850 С в течение 15 мин и выдерживают в течение

90 мин, нового сплава BT-14 и альфируют в предлагаемой смеси, содержавшей 7 мас.% перлита природного и 93 мас.% карбамида.

В процессе вакуумного нагрева и выдержки в контейнере со смесью при температуре обработки 890 С в течение 3,5 ч на поверхности образуется альфированный слой микротвердостью 1210 — 1270 ед. с плавным снижением твердости к основному металлу.

Толщина слоя составляет 50 — 90 мкм, слой равномерен по всей поверхности притиров, Свойства слоя 1,3-1,4 раза выше, чем при обработке в известных составах. Суммарная толщина иэносостойкого и переходного слоев составляет 140 — 170 мкм, не наблюдается отрыва слоя от основы и образования окисной пленки на классной поверхности притиров, Затраты на приготовление 1 кгсмеси снижаются на 40, Пример 3. Фреэы концевые из стали

Р6М5, диаметром 8 мм нитрооксидируют с нагревом в вакуумной печи СНВЛ в смеси

8,5 мас. перлита природного вулканического и 91,5 мас,% карбамида. Температура обработки 550 С, выдержка 120 мин, охлаждение в вакуумном масле или с контейнером на воздухе, 8 результате обработки на поверхности фрез образуется тончайший нитрооксидный слой, равномерный по толщине, без следов эонного окисления синевато-серого цвета, характерного для известного состава. Износостойкость при резании нержавеющей стали Х32Н8 повышается в 1,7 раза, что связано с лучшим удержанием смазки нитрооксидным поверхностным слоем, Состав используется повторно, при этом возобновляется добавка карбамида в смесь для засыпки вертикально установленных в контейнере фреэ. Стоимость использованных компонентов составляет 0,3 руб/кг или вдвое ниже, чем стоимость компонентов в известном способе, Таким образом, предлагаемая смесь универсальна в широком интервале температур, технологична в использовании, позволяет упростить и интенсифицировать нитрооксидирование инструмента и имеет минимальную стоимость. Кроме того, износостойкость деталей павы.)ается в 1,3-1,7 раза.

Формула изобретения

Состав для нитрооксидирования и альфирования преимущественно мел коразмерного инструмента из твердых сплавов, инструментальных сталей и конструкционных деталей из титановых сплавов, содержаций карбамид и наполнитель, о т л и ч а ю1664872 шийся тем, что, с целью повышения износостойкости, интенсификации процесса при снижении стоимости за счет неоднократного использования смеси, он содержит в качестве наполнителя порошок природного вулканического перлита при следующем соотношении компонентов, мас. :

Перлит природный вулканический

Карбамид

7-10

Остальное

0,10

О,»

0,12

0,40

0>45

0 45

90,0

93,0

91,5

1150

Шпильки реэьбо- 130 вые нэ сплава

8Т14, обрабоз» ка в вакууме 140

10 1 мм рт.ст. в засыпке, 860 С, выдернка 3>0 ч 80

1 200

860 0,02

Таблица 2

Эксплуатационные характеристики ревущего инструмента

Обрабатываемый материал

Содеркание компонентов, мас.х

Номер примера прочность нэиосостой при изгибе> кость> ч

МПа количество повторных использований смеси удельные

9ilTp>>T»t руб/нт карбамнд. технический по ГОСТ

6691 77 перлнт природный вулканический по ГОСТ

18109-80

ВКб-СИ

10,0

90,0

93,0

39,2

36,8

1380

2-3

7,0

1470

8>5

91,5

2-3

1490

38,0

4 .. Известный 67,0

1250

13,7

15,5

14,1

12,4

10РЬМ5

7,0

93,0

91,5

90,0

67,0

3950

8,5

10,0

6-.7

3880

4010

3240

9,3

Известный

Составитель О,Жарикова

Редактор Е.Полионова Техред М,Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 2368 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Пр едлаге емый

10,0

7. 7,0, 3 8,5

Известный

0>03

0,03

0>03

0,08

0,04

0,04

0,04

0,11