Способ низкотемпературной нитроцементации металлических изделий

Способ низкотемпературной нитроцементации металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Il И С А Н И Е (п еяу).в1

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14. 10.76 (2) ) 2414083/2?-02 с присоединением заявки №. (51) М. Кл.

С 23 С 11/18

3 ооудвйотоеиньй номнтот

Еоввтв Миниотров СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05. 10. 78.Бюллетень №37 (45) Дата опубликования описаиия04.09.78 (53) УЙК621.785.. 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, М. Зинченко, A. И. Финкепьштейн, В. Н. Глущенко, А. С. Шигарев, Г. A. Кондрашева, В. Я. Волкова, М. Я. Иванюк и А. М. Соколов (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт технологии автомобильной промышленности (54) СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ

HHTPOHEMEHTA LlHH.1

Изобретение относится к химико-термической обработке и,в частности, к процес» сам низкотемпературной нитроцементации.

Известны различные способы низкотем« пературной нитроцементации, в которых 5 веществом, поставляющим азот, является аммиак, а источником углерода могут быть различные углеводороды, углекислый газ- и т. д. Процесс ведут при

550-620 С с выдержкой в течение 30

3-8 ч (зависит от обрабатываемых деталей и марки материала). В результате обработки на деталях получают карбонит ридный слой ипи оксикарбонитридный, если обработку осуществляют в среде, содержащей кислород, толщиной 10-30мкм и диффузионный слой толщиной 0,2-0,5 мм.

Например известен способ нитроцементации в газовой среде, содержащей, об.%:

Аммиак 7-12

Угпекиспый газ 3-5

Азот Остальное, $1)

Детали, подлежащие нитроцементации, загружают в печь и нагревают nd 2002

250%, затем в рабочее пространство печи подают смесь газов: аммиак, углекислый газ и азот в указанных пределах и продопжают нагрев до 560 5700С.

Дпя снижения затрат на обработку деталей можно осуществлять нагрев деталей с 200-250 С до 560-570 С в атмосфере одного азота, а затем подать аммиак и углекислый газ. Выдержка деталей прн

560-570 С составляет 4-6 ч, затем прекращают подачу аммиака и угпекиспого газа, и после продувки азотом в течение 5 мин детали выгружают и охпаждают на воздухе, в масле ипи воде.

После обработки деталей значительно повышается их износостойкость, задиростойкость и устапостная прочность.

Развитие процессов химико-термической обработки на современном этапе требует снижения затрат на обработку деталей при сохранении нх свойств.

Это может быть получено за счет испопьзования более дешевых технопогических материалов и уменьшения продолжительности процессов.

627181

0,25

1 5-20

3 5-40

45-48

О, 18-0,20

0,25-0,28

0,40

0,35 до 0,45

10-1 2

Целью изобретения является уменьшение времени выдержки.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве источника нитроцементуюшей газовой среды в рабочее пространство печи вводят циануровую кислоту.

1Лиануровая кислота представляет собой порошок белого цвета и имеет спедукмпую химическую формулу:

Ц

С

Na

ОС СО

НИ

В результате термического разложения кислота является поставщиком азота, углерода и кислорода.

Способ осуществляют следующим образом.

Детали загружают в печь и нагревают до 200-250 С. При достижении указанных температур в печь подают азот и дальнейший нагрев до 500-62дЕ производят в атмосфере азота. Это позволяет избежать окисления поверхности деталей. После прогрева садки при 500620 С в рабочее пространство печи вводят циануровую кислоту. Последнюю можно загружать в печь различными способами, например через специальное загру+ зочное отверстие в крышке печи путем периодической засыпки. Количество кислс ты, подаваемой в печь, зависит от размеров рабочего пространства печи, количества обрабатываемых деталей и подбирается экспериментально. Таким же обра-. зом устанавливают и периодичность засыпки. Время выдержки при иитроцементации определяется необходимой толщиной слоя и видом обрабатываемых деталей.

В предлагаемом процессе оно составляет

1-5 ч;

В результате обработки по указанному способу на поверхности стальных образцов или деталей образуется оксикарбонитридный слой, имеющий, как и при обработке по известному способу, высокую твердость в пределах Нщ- 750-850 кгlмм усталостную прочность ($48-50 кгс/мм для образцов с надрезом) н высокую износостойкость, которую определяли на машине с возвратно-поступательным движением, со смазкой при нагрузке 750 кг/сьР

Износ определяли по изменению размера образца. Контртелэ-пластина иэ стали

Р18. Износ образцов после испытания в течение 7 ч составил 0,01-0,03 мм.

3$ Преимуществом поедлагаемого способа является то, что время выдержки, необходимое для формирования оксикарбоннтридного слоя меньше, чем при известных способах,т. е. за одно и то же время

20 можно получить более глубокий слой.

Это. подтверждается результата и проведенных сравнительных испытаний известного способа н предлагаемого.

Например, после нитроцементации по известному способу деталей из стали 40Х в течение 4 ч при 570 С в газовой cpege, содержащей, об.7:

Аммиак 10

Углекислый. гаэ 4

Азот Остальное., был получен окснкарбонитридный слой толщиной 18 мкм при общей толщине нитроцементованного слоя 0,4 мм.

При обработке тех же деталей по предлагаемому способу в течение 4 ч толщина оксикарбонитридного слоя составила 45-48 мкм, общая толщина нитроцементного слоя0,45 мм.

Результаты сравнительных испытаний образов, обработанных при различных выдержках по известному и предлагаемому способам, сведены в табл.

627 181

Составитель Л. Кириллова

Редактор А. СаМеаоаа TåõðåäН. Андрейчук Корректор A. Власенко

Заказ 5579/31 Тираж 1177 Подписное !

1НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, Как видно из результатов испытаний, предлагаемый способ обеспечивает значительное увеличение скорости роста слоя и, в первую очередь, оксикарбонитридного слоя, что является важным фактором, 3 особенно дпя деталей, работающих на износ.

Предлагаемый способ дешевле известного, так как необходимое количество циануровой кислоты невелико, дпя прове- 16 дения 4-х часового режима требуется около 7 г вещества (объем рабочего пространства печи равен 0,01 м ).

Необходимо также отметить, что хранить порошок циануровой кислоты гораз- >5 до проще, чем аммиак в баллонах, она не токсична, не имеет запаха. Применение циануровой кислоты значительно упрощает систему газоразводки печи. Процесс

6 с циануровой кислотой может быть проведен на печах любой конструкции.

Форму ла из обре тения

Способ низкотемпературной нитроцементации металлических изделий, путем нагрева изделий до 500-620 С, выдержки при этой температуре в насьпцающей газовой среде с добавкой инертного газа и ïîñледующего охлаждения, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью сокращения времени вы держкн, в качестве насыщающей среды используют циануровую кислоту, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство %548660, кл. С 23 С 11/18, 1977.