Способ обработки стальных изделий в газовых средах

Способ обработки стальных изделий в газовых средах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878263/02 (22) 29.10.90 . (46) 15.01,93, Бюл. N 2 (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) А.К, Тихонов, Н.В, Богданова, Н.И. Сардаев, А,С, Кочергин и M.À..Криштал (56) Авторское свидетельство СССР

N 986964. кл. С 23 С 8/20, 1983. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ B ГАЗОВЫХ СРЕДАХ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке ответственных деталей, работающих в условиях повышенного трения и износа, Известен способ газовой цементации, включающий нагрев деталей до температуры обработки и выдержки в насыщающей газовой атмосфере печи с дополнительной подачей в печь окислителей, в качестве которых применяют марганцевокислый калий или кальцинированную соду в смеси с органическими жидкостями.

Недостатком способа являются необходимость предварительного приготовления растворов солей КгМп04 и йа СОз, ухудшение экологии, дестабилизация печной атмосферы, возможность загрязнения внутренней поверхносги печи и, как следствие, сокращение срока службы нагревательных и других элементов печного оборудования. Указанный процесс не обеспечивает стабильного качества обрабатываемых изделий и не приемлем в массовом производстве.

„„.. Ж„, l?88081 Al

<я)5 С 23 С 8/28 // С 23 С 8/02 (57) Использование: в машиностроении и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: стальные изделия обрабатывают водяным паром при температуре

500-550 С в течение 30 — 60 мин, после чего проводят нитроцементацию. Способ обеспечивает повышение поверхностной твердости изделий, увеличение глубины диффузионного слоя при улучшении экологии процесса. 1 табл, Известен способ цементации в твердом карбюризаторе с предварительным окислением стальных образцов в воздушной среде при 350-400 С с целью ускорения процессов насыщения, Однако, в такой технологии в качестве насыщающего процесса используется цементация в твердом карбюризаторе, что абсолютно неприемлемо для условий массового производства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ газовой цементации после предварительного окисления стальных изделий.

Предварительное окисление проводят в атмосфере паров 1 —.4% раствора хлористого натрия при температуре 400-950 С в течение 10 — 60 мин. Глубину упрочненного слоя на образцах с предварительно окисленной поверхностью получают больше, чем на образцах с неокисленной поверхностью.

Однако, применение растворов хлористого натрия повышает коррозионную активность газовой среды и, как следствие, сокращает срок службы нагревательных

3 элементов печного оборудования, Указан1788081 деления паров масла. После продувки прору поднимали до требуемого значения и способа при улучшении его экологии, предпродували печь паром до прекращения выный способ требует специальной оснастки изводили выдержку в течение 30-60 мин. и площадей для приготовления растворов, Затем печь охлаждали до 300 С и детали приводит к выделению токсичных веществ и выгружали, ухудшению экологии и, в конечном счете, не 5 Нитроцементацию образцов и деталей приемлем в массовом производстве. с предварительным оксидированием и без

Кроме того, в настоящее время в об-. него проводили в проходных агрегатах фирласти высокотемпературной. химико-тер- мы "Холкрофт" (США) при 880 C с подачей мической обработки преобладает ... 75+1,4ì /чэндогаэа,057 «014м /чмепроцесс комплексного насыщения по- 10 тана и 0,85+é..11,4 м /ч аммиака. з верхности детали углеродом и азотом, . После подстуживэния до 820 Си охлажт,е. нитроцементации. Например, на Вол- дения в масле МЗМ-26 проводилй исследожском автомобильном заводе нитроцемен- вание образцов и деталей, и определили тации подвергается 95% деталей эффектйвную толщину упрочненного слоя, автомобиля, а цементации — всего лишь 5%. 15 твердость поверхности.

Использование в качестве окислителя толь- Результаты исследования представ ко кислорода воздуха также недостаточно лены в таблице. Из приведенных данных эффективно. видно, что предварительное парооксидироЦелью изобретения является интенси- вание при 500-550 С в течение 0,5-2,0 ч фикация и упрощение технологического 20 ускоряет процессы насыщения при нитропроцесса высокотемпературной химико- цементации на 30-40%. термической обработки в условиях массово- . В процессе предварительной обработго производства. улучшение экологии. ки изделий в парах воды происходит очистУказанная цель достигается тем, что ка поверхности изделий от загрязнений, предварительное, перед высокотемпера- 25 препятствующих диффузии насыщающих турной химико-термической обработкой, компонентов, что снижает разнотолщинокисление производят в атмосфере водяно- ность упрочненного слоя и, как следствие, го пара при 500 — 550 С в течение 30 — 60 мин, коробление, деформацию изделий, позвоДругое отличие состоит в том, что в ка- ляет исключить предварительную промывку честве насыщающего процесса используют 30 изделий в моющих средах. удобную для массового производства и ши- Нитроцементация с предварительной роко распространенную газовую нитроце- обработкой в парах воды — экологически ментацию, Образующиеся на поверхности чистый процесс, не требует специальной осизделий окисные пленки, мгйовенно восста- настки и площадей для приготовления окиснавливаясь в эндогазной атмосфере при 35 ляющих компонентов, не влияет на срок нитроцементации значительно ускоряют службы.внутрипечных элементов и в целом процесс насыщения. Осйовным пбставщи- пригоден для проведения нитроцементации ком активногоуглерода на поверхности ста- в камерных печах и агрегатах проходного ли при химико-термической обработке в типа в условиях массового производства, атмосфере эндогаза с добавками метана яв- 40 Таким образом, предлагаемый способ ляется угарный газ. Константа его диссоци- высокотемпературной химико-термической ации при температуре цементации обработки(газовой нитроцементации)усконевелика и распад молекулы СО возможен ряет процессы насыщения на 30-50%, потолько в присутствйи катализатора — желе- эволяет сократить время нитроцементации, за, которое наиболее активйо в свежевос- 45 увеличивает производительность печного становленном состоянии. оборудования, сокращает затраты энергоfl р и м е р, Обработке riopseðãàëè дета- ресурсов, упрощает технологический проли автомобиля ВАЗ и образцы из сталей "цесс, улучшает экологию.

14ХГН, 19ХГН,20ХГН. Предварительное оксидирование образцов и деталей проводи- 50 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ли, окисляя их в атмосфере водяного пара при различных температурно-временных Способ обработки стальных изделий в режимах. Для парооксидирования испоЛь- газовых средах, включающий предваризовали шахтную печь фирмы "Мерисинтер" тельное окисление поверхности и последу(Италия) и парогенератор фирмы "Клайтон" 55 ющую химико-термическую обработку, о т(Великобритания). Детали загружали в шах- л ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышетную электрическую-печь, нагретую до ния поверхностной твердости. увеличения

300 С и продутую паром. Затем температу- толщины диффузионного слоя и упрощения

1788081

30 — 60 мин, после чего проводят йитроцементацию. варительное, окисление поверхности ведут водяным паром при 500 — 550 С в течение ь

Способ ХТО

Реями окисления Зффектиеная толцмма упрочмеимого слоя, ии

Относи тельное

Расли чемие еердость поееркмоси HRC

Иатариал

ÒeIeIe- Время, Sea предяа- С предеарнтельнии окислением латура, иин рмтельного ес окислению

Беа окне- С окнслеlleHIeI IeIeN тогдимн слою, Иееестнид/цеиемтацню с окислением а атмосфере ОаС1/

53i-6О

1 00. 1,02. О 98 1 15 t 25;

25ХГТ (8 30 еаза) i00950

1 15 9-39 58

-ттО

10-60 О ° 9

1,О

Рьедлагааиид /интроценентеция с предеа рмтелыааю окислением

° атиосфере водяного лара/

Ф

- О амаменателе лриаеде е средине аначению аеличии.

Составитель А.Тихонов

Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 52 Тираж 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

<550

20ХГйМ /обраэцн

Ф 30 ии н aeeaIeI

2108-1701!27 500

2108-1701112 350

2108-1701081/ i50

19ХГН обраацн 550

1ОХГН обр-.и 550

120 120, 90

120

0,7

0,02

0,42

0,i

0,5

0,5

0,65

0,6

0,6

0,6

0,9

0,7

0,62

0,68

0,55

0,56

0,83

0,7а

0,78

0,79 среднее

28 62

67 59

68 59 70 62

10 62

t2 62

28 . 60

23 61

30 61

31 61

3ч

62

63

63

62

62

62

61

63