Способ цементации стальных деталей в циркуляционном газовом потоке под давлением

Способ цементации стальных деталей в циркуляционном газовом потоке под давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пц 56868 I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.04.76 (211 2356603„ 02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.77. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 15.09.77 (51) М. Кл С 23С 11 "12

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.785.52 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Б. Н. Арзамасов, А. А. Елистратов и Н. М. РыжовГ

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного знамени высшее техническое училище им. H. Э. Баумана У (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ ГАЗОВОМ ПОТОКЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к химико-термической обработке металлов, и может быть использовано как способ поверхностного насыщения стальных изделий углеродом.

Известен способ тазовой цементации стальных изделий, заключающийся в нагреве и их выдержке в регенерируемом газовом потоке в замкнутой системе (1). Газовую среду (60% азота, 40% окиси и двуокиси углерода) получают путем пропускания воздуха через нагретый древесный уголь, Древесный уголь нагревают до температуры несколько ниже, чем температура стальных изделий.

Однако известный способ цементации мало производителен, не позволяет повышать скорость насыщения поверхности изделия без изменения температуры процесса и скорости газового потока, цементационный слой имеет,неодинаковую глубину в различных участках поверхности изделия, состав газовой среды в зависимости от состава вдуваемого воздуха из атмосферы, который не постоянен, меняется.

Малая производительность известного способа цементации обусловлена невысокой разницей между равновесным содержанием окиси углерода в газовой среде и равновесным содержа,нием окиси углерода в газовой среде с теми же компонентами, но нейтральной по отношению к стальному изделию. Эта разница еще более уменьшается вследствие различных температур, до которых нагреты стальные изделия и газовая среда.

Цель изобретения — повысить производительность процесса и получить равномерно насыщенные углеродом диффузионные слои, обеспечивающие высокие эксплуатационные свойства, а также использовать отработанную газовую среду посредством циркуляции ее в

10 замкнутом объеме в присутствии твердого углерода.

Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу цементации стальные изделия, газовая среда, состоящая из окиси и

15 двуокиси углерода, и твердый углерод (древесный уголь) нагреваются до одной и той же температуры в пределах 850 †10 С.

Кроме того, в процессе химико-термической

20 обработки направление циркуляционного газового потока периодически изменяют на противоположное.

Изменяя скорость газового потока, можно получать диффузионные слои с различной глу25 биной и с различной концентрацией углерода.

Изменение направления циркуляционното газового потока в процессе работы позволяет получить одинаковую глубину цементованного слоя в различных частях поверхности сталь30,ных изделий.

568681

На чертеже представлена схема установки для проведения предлагаемого способа цементации.

Муфель 1, снабженный вводом 2 с вентилем

3, герметически закрывается крышкой 4 с вентилятором 5 и манометром 6, который позволяет замерять давление газовой среды в муфеле. Кроме того, в муфеле помещен внутренний цилиндрический экран 7, заполненный стальными изделиями 8 и древесным углем 9, используемым в качестве твердого углерода.

Способ осуществляется следующим образом.

Проводят химико-термическую обработку изделий, изготовленных из стального прутка размером 20;и,20 мм.

Состав стали (20)(ЗМВФ), 7а.

Углерод

Хром

Вольфрам

Ванадий

Молибден железо

0,19

2,67

0,35

0,72

0,49

Остальное

Данные физических свойств, полученные после цементации предлагаемым (1) и известным (2) способом, представлены ниже.

Из подготовленного к работе муфеля через ввод откачивают воздух. Муфель с изделиями и твердым углеродом нагревают до 920 С и подают в него через ввод небольшую порцию углекислого газа. После взаимодействия СО2 с раскаленным углем в муфеле создают газовую среду, состоящую из окиси и двуокиси углерода. Химико-термическую обработку проводят в течение 6 ч под давлением газовой среды 6 кгс/см и скорости циркуляционного газового потока 1,1 м/сек.

Температура цементации, С

1Зремя выдержки, и

Давление газовой среды, кгс/см

Скорость циркуляции газа, и/сек

Глубина цементованного

10 слоя, мм

Твердость на поверхности

Нд

Концентрация углерода на поверхности, о;

920+-10

920+

1,5+1,55 0,63 1-0,65

610

750

1,78

1,34

Таким образом при цементации по предлагаемому способу скорость насыщения поверхности стальных изделий углеродом, а следовательно, и производительность повышаются.

Формула изобретения

Способ цементации стальных деталей в циркуляционном газовом потоке под давлением, включающий нагрев и выдержку деталей в газовой среде, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса химико-термической обработки и повышения равномерности диффузионного слоя, процесс .ведут в присутствии твердого углерода, причем газовую

30 среду, твердый углерод и стальные детали нагревают до температуры цементации, а наппавление циркуляционного газового потока в процессе цементации периодически изменяют на противоположное.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 67018, кл. С 2ЗС 11/12, 1944.

2. Райцес В. Б. «Технология химико-терми40 ческой обработки», 1965, с: 82.

568681

Составитель Л. Бурлинова

Техред М. Семенов

Корректоры: Л. Брахнина и. T. Добровольская

Редактор Э. Шибаева

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Эаказ 2081/6 Изд. Ме 746 Тираж 1130

11ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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