Способ химико-термической обработки стальных изделий

Способ химико-термической обработки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтсннх

Соцналнстннесннх

Республнн

О П И С А Н И Е (и, вв.тт.вв

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЯДЕТЕДЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свид-ву

:(22) Заявлено 21.04.76 (23) 2352582/02 с присоединением заявки №

2 (51) М. Кл.

С 23 С 9/14

Государственный номнтет

Совета Мнннстроа CGCO оо делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.11,77. Бюллетень №4 (53) УДК 621.785.53 (088.8 } (45) Дата опубликования описания12.12.77

В. Н. Лаптев, 10, М. Веневпев, И. А. Можарова и А, М. Рогалев (72) Авторы изобретения

Экспериментальный научно-исследовательский институт кузнечно-прессового машиностроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к методам комплексного диффузионного насышения поверхности сталытых изделий в жидких и газообразных средах и может быть пригоден для поверхностного упрочнения деталей машин о и инструмента.

Известен способ химико-термической обработки, при котором в результате электролиза расплава, состоящего из буры и до 40 вес.% окиси алюминия, происходит насыщение стале10 ных изделий бором и алюминием, Недостатком известного способа является повышенная хрупкость слоя и непрочная связь его с основой стального изделия изэа неравномерного распределения бора, алтоминия, углерода и легируюших элементов в слое и в подборидной зоне, а также недостаточная износостойкость слоя в условиях абразивного изнашивания и сухого трения, о6условленная наличием в слое алюминидов с по- о ниженной твердостью и резким перепадом твердости от слоя к основе металла, Недостаток процесса азотирования предварительно алитированных сталей заключается в трудности получения содержания алк миния в поверхностном слое при алитировании в необходимых для азотирования пределах (1,0-1,27 АР) и в потребности связи с этим в дополнительном высокотемпературном диффузионном отжиге, а также s высокой хрупкости алюмоазотированиого слоя, обусловленной резкой разницей между содержанием алюминия и азота на границе слой основной металл, низкой твердости слоя (HV< 1000 кт с/мм ) и связанная с ней недостаточная износостойкость при абразивном изнашивании, Целью изобретения является повышение физикс механических свойств прочности, иэносостойкости .и сопротивления схватыванию бороалитированных покрытий на изделиях из конструкционных и инструментальных сталей за счет образования нитридов алюминия на основе содержания алюминия в количестве до 1,5% в алюминидах железа и сложных алюмоборидных фазах, составляющих бороалитироваиный слой; а также дополнительного легирования азотом твердого раствора бора и алюминия в железе, 58 1168

Постигается это тем, что после электролизного бороалитирования в расплаве буры с 10 вес. % окиси алюминия при температуре 930> 10 С и плотности тока элетролиза о

2 0,15-0,20 А/см в течение 2-2,5ч. сталь иые изделия подвергают газовому азотирова. o иию при температуре 510110 С и степени диссоциации аммиака 25-35% в течение

25 ч, На фиг. 1 представлена микроструктура слоя на стали ШХ15, полученная предлагаемым способо; на фиг. 2 оказаны кривые из менения микротвердости по глубине слоя, полученные известным способом и предлагаемым: а» кривая стали У8А, б— кривая стали ШХ15 в — кривая стали УЯА, г - кривая стали ШХ1Д (предлагаемый способ).

Способ осуществляется следующим образом.

Стальные изделия бороалитируют в расплаве буры с добавкой 10% окиси алюмио ния при температуре 930+10. C и плотности

2 тока электролиза 0,15-0,20 А/см в течение 2-2,5: ч. Затем изделия в зависимости от. требуемых свойств серцевины охлаждают на воздухе или закаливают. После промывки и очистки их помешают в печь для газового азотирования. Процесс азотирования проводят при 510 10 С в среде диссоциированного аммиака со степенью диссоциации 25-35% в течение 25 ч.

Обработанные по указанным режимам образцы из сталей ШХ15, УЯА, 4ОХ и 45 имеют общую глубину упрочненного слоя, который отличается по строению и твердо« сти от основного металла и пределах 0,250,4 мм, Характерным отличием микроструктуры слоя является наличие темно-травящейся зоны непосредственно под слоем—

5 зоны твердого раствора бора и алюминия в железе, дополнительно легированного азотом, наиболее отчетливо видимой на сталях карбидного класса, например ШХ15 (см.фиг.1).

10 Азотирование повышает твердость бороалитированных покрытий. Если после бэроалитирования твердость поверхности стали ШХ15 была не более Н1 щ 950, то после аэотирования она увеличилась до H V

15 16 50, Изменился и характер распределения микротвердости по глубине слоя (см. фиг.2).

Твер дость слоя увеличилас ь с Hp 1600 до Нр», 2300, твердость "мягкой" подборидной зоны возросла с Н ц,р 350 45С до H oo 600-700, обеспечив более плавный переход к основному металлу, Формула изобретения

Способ химико-термической обработки стальных изделий, включающий алектролиэное бороалитирование в расплаве буры с о

;10 вес. % окиси алюминия при 930+ 10 С и плоп ости тока 0,15 -0,20 A/ñì, о та л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств получаемого слоя, изделия после бороалитирования дополнительно аэотируют при температуре 510 10 С и степени диссоциао ции аммиака 25-35 %.

581168

or gg ду

8асспьаяние ат лоБерхности, ttn

Ял. 2

Составитель Л, Бурлинова

Редактор Е. ПолионоваТекред E. Давидович (орректор И; Яцемирская.

Заказ 4518/22 Тираж 1130 Подписное

UHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6., д, 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4