Способ химико-термической обработки

Способ химико-термической обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

6ввф ь% 4км.

О АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1п1 499344

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 а явлено 23.05.74 (21) 2028120/22-1 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.76. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 24.05.76 (51) Ч. Кл.- С 23С li 18

1осударствекиый комитет

Совета Министров ССС1по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.785.533 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. М. Дахтин, IC. H. Неустроев, Я. Д. Коган, Б. Г. Гольдштейн, Ю. Н. Крымский и В. М. Ботов

Московский автомобильно-дорожный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к области химикотермической обработки металлов, а именно, к процессу нитроцементации.

Известен способ химико-термической обработки стальных изделий, заключающийся в азотировании их в смеси аммиака и азота с последующей нитроцементацией и закалкой с температурой насыщения.

Такой метод химико-термической обработки обеспечивает получение упрочненного слоя глубиной 0,2 — 0,3 мм, состоящего из поверхностного износостойкого карбонитридного слоя толщиной 5 — 15 мкм, мартенситного подслоя глубиной 0,08 — 0,12 мм с незначительным количеством остаточного аустенита при общей глубине поверхностного слоя, легированного углеродом до 1 — 1,5 мм.

Наличие на поверхности износостойкого карбонитридного слоя и мартенситного подслоя с твердостью 800 — 900 Hv оказывает благоприятное влияние на износостойкость нитроцементованных изделий, работающих в условиях трения без смазки и при ограниченной смазке. Однако при таком технологическом процессе происходит разупрочнение сердцевины. Например, у стали 40Х твердость сердцевины снижается с 28 — 30 HRc (в нормализованном состоянии) до 20 — 22 HRc после комбинированной нитроцементации.

Для изделий, которые должны иметь повыщенную прочность сердцевины, используется известный процесс высокотемпературной нитроцементации при 850 С с последующей закалкой и низким отпуском.

5 Но в этом случае на поверхности отсутствует задиростойкий, износостойкий карбонитридный слой (на основе е-нитрида), предотвращающий схватывание изделий в условиях высоких контактных нагрузок и трения, без

10 см азки.

С целью повышения прочности и износостойкости обрабатываемых изделий нагрев под закалку после нитроцементации проводят при 720 — 900 С в углеродосодержащей

15 среде с добавлением в нее 1 — 10% аммиака или азота, Это обеспечивает повышение прочности и износостойкости обрабатываемых изделий.

Предлагаемый способ осуществляется сле20 дующим образом.

Детали, подготовленные для нитроцементации, загружают в контейнер, герметизируют, продувают газовой смесью азота с аммиаком в течение времени, необходимого для замены

25 воздушной атмосферы азотной. После этого контейнер устанавливают в печь, нагретую до

650 — 700 С.

Устанавливают рабочую температуру процесса — в интервале 650 — 690 С и состав га30 зовой атмосферы 2 — 180/, аммиака, 82 — 98%

499344

Формула изобретения

Составитель В. Хацеркова

Техред T. Курилко

Редактор Н, Аристова

Корректор И. Позияковская

Заказ 1375, 8 Изд. 1 1 1008 Тираж 1077 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 азота. После проведения первой стадии насыщения — аустенизирующий к насыщающим газам подмешивают нитроцементирующий газ и осуществляют совместное насьпцение стали азотом и углеродом, На заключительной ста- 5 дии процесса температуру печи поднимают до

720 — 900 С или контейнер помещают в закалочную печь и после выдержки в теченис 5—

90 мин в зависимости от температуры процесса и габаритов изделий, закаливают в масле, 10 в воде или в водовоздушной смеси.

Особое значение имеет состав защитной атмосферы при нагреве нитроцементованной стали под закалку. Нагрев под закалку в обедненной азотом атмосфере (например, в 15 продуктах разложения триэтаноламина или в смеси эндогаза и аммиака (1 — 10%) вызыва.т некоторое деазотирование поверхности стали. Процесс деазотирования протекает главным образом за счет твердого раствора и 20 лишь при длительной выдержке возможно рассасывание карбонитридной зоны, нарушение ее сплошности и полное исчезновение из структуры нитроцементовапного слоя. Объединение твердого раствора азотом является 25 одним из существенных элементов способа.

Уменьшение концентрации азота в твердом растворе на значительной стадии процесса приводит к снижению количества остаточного

"устенита в структуре закаленного слоя. 30

Результаты исследований показали, что у стали 40Х после предварительной комбинироганной нитроцементации с последующим нагревом под закалку до 840 С в продуктах разложения триэтаноламина СΠ— 28,05 /о, СН4 — 35

12,3%, С»Н» 0,85%, СΠ— 0,25%, H2—

46,3 /о, Ng — 10,0 /о, 02 — 1,05% и выдержкой при данной температуре в течение 30 мин сохраняется на поверхности карбонитридный слой глубиной до 15 мм, под которым находится область азотисто-углеродного мартенсита

0,2 — 0,7 мм с твердостью 700 — 900 Hv. Твердость сердцевины повышается с 20 — 22 HR, до 50 — 55 HRñ

Испытания на износ показали улучшенные антифрикционные свойства нитроцементованных образцов по сравнению с известной обработкой.

Так, например, диаметр вытертой лунки после химико-термической обработки по известному способу при нагрузке P = 10 кгс составляет 0,35 мм, а по предлагаемому способу—

0,20 мм; при нагрузке Р=ЗО кгс соответственно 0,45 и 0,35 мм. При нагрузке P =70 кгс по предлагаемому способу диаметр лунки составляет 2,0 мм, а по известному способу при этой нагрузке происходит задир.

Способ химико-термической обработки стальных изделий, включающий азотирование их в смеси аммиака и интертного газа, нитроцементацию при 650 — 690 С с последующей закалкой, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости обрабатываемых изделий, нагрев под закалку проводят при 720 — 900 С в углеродосодержащей среде с добавлением в нее 1 — 10/о аммиака или азота.