Способ азотирования стали и сплавов

Способ азотирования стали и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сюаетекмх

Социалистических

Республии

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ и АВТОБУСНОМУ СВИДВТВЛЬ4:ТВУ (61) Дополнительное к авт. Свил-ву (22) Заявл8но 25.02.76 (Я) 2328118/22 — 02 с присойдиибнием заявки Re (23) Г1риоритет

Опубликовано 25.05,79 Бюллетень _#_e 19

Пата опубликования описания 28,05,79

2 (51) М. Кл.

С 23 С )1/)6

ГОВяерствииньй мбмият

СССР аа далев иэибратепб и еткаытию (53) УДК 621.785., .532(088,8) (72) Авторы В.С. Крылов, Г.В. п1ербединский, H.È. Крылов, А.К. Попов, нзобретвння А.И, Подгаецкий, В.А. Юматов и H.ß. Никольская (54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ СТАЛИ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов, в частности к способам азотирования для упрочнения изделий.

В современном машиностроении широко используют процесс азотирования деталей машин для повышения износостойкости и усталостной прочности. Для исключения образования хрупкой «-фазы осуществляют разбавление аммиака аргоном, азотом, водородом.

Известный способ газового азотирования позволяет повысить качество азотированного слоя путем рециркуляции газовой среды.

Недостатком таких способов является техническая сложность определения состава атмосферы, а тем самым и получение требуемой структуры поверхностного слоя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ азотирования стальных изделий в предварительно вакуумированной камере с циклической подачей аммиака в камеру при изменении давления 1 10 — 2 атм, Недостатками этого способа являются повышенный расход аммиака и образование на поверхности хрупкой -фазы.

Цель изобретения — сокращение расхода аммиака и улучшение качества азотированного слоя.

Для этого предлагается способ азотирования стали и сплавов, включающий нагрев в среде

% аммиака при давлении 0,1 — 1,2 атм в предварительно вакуумированной камере, при этом процесс осуществляют в одной порции аммиака в течение времени, при котором давление в камере возрастает на 0,1 — 0,5 атм, а при длительнос1О ти процесса более 10 мин осуществляют рециркуляцию порции аммиака.

Способ осуществляют следующим образом.

Изделие нагревают в вакууме 1.10

10 мм рт.ст. до температуры азотирования в интервале 500 — 650 С. Затем в печь вводят поршпо аммиака до достижения давления 0,10,7 атм, выдерживают при заданной температуре при повышении давления на 0,1 — 0,5 атм, в результате чего давление в камере составляет @ G,l — 1,2 атм. Иэделие охлаждают в диссоциированном аммиаке прн вакуумировании до

5 10 — 1 10 мм рт.ст. с последующей выгоуэкой из печи

663757

Составитель Р. Клыкова

Техред M.nåòêo

Редактор Л. Пешкове

Корректор В Синицкая

Тираж 1129 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская нео., д. 4/5

Заказ 2928/23

1йннлиал НПП "Петент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4

При таком ведении процесса прирост .дав ления порции аммиака в замкнутой системе характеризует степень диссоциации аммиака, что позволяет определить фазовый состав поверхности. й

Степень диссоциацни аммиака в системе н время достижения заданной по процессу степени диссоциации определяют из зависимостей

- ° /0 уй=1-д *ддй/Р;

1c. f где Ут — степень диссоциации аммиака через время t; И к — константа скорости диссоциации амf миака;

P0 — исходное давление в системе;

ЬРе — прирост давления за время t.

По экспериментальным данным величина 20

k зависит от температуры процесса и конструкции печи. Она определяется по росту давления во времени. При 500 С она составляла 0,03ч, а при 650 C — 2 1 ч .

В соответствии с этими данными и извест- 2$ ными значениями степени диссоциации аммиака, исключающими образование -фазы на поверхности; пределы прироста- давления ограничены значениями 0,1 — 0,5 атм.

Пример. Штамповый инструмент из ста- 30 ли 4Х5В2ФС после вакуумной закалки и отпуска нагревают до 560 — 580 С при давлении

5 10 мм рт.ст., затем в печь вводят аммиак до давления 0,5 атм и выдерживают да роста давления на 0,35 атм, т.е. до 0,85 атм, что происходит в течение 6 ч, После этого нагрев выключают, печь вакуумируют до 1 ° 10 ммрт.ст. и детали выгружают из печи.

В результате обработки получен равномерный азотированный слой толщиной 0,12 мм с микротвердостью Н о1000 — 1100 кг/см . По данным ренттеноструктурного анализа на поверхности не обнаружена хрупкая -фаза.

Способ опробован также на иэделиях иэ сталей ЗХ2ВЗ, 4Х8В2, РбМ5 и дал положительные результатьь

Таким образом, предлагаемый способ аэотирования позволяет регулировать азотный пол тенциал атмосферы и исключить образование на поверхности хрупкой -фазы. г

Формула изобретения / |

1. Способ азотирования стали и сплавов, вклюемопий нагрев в вреде аммиака при дав. ленин 0,1 — 1,2 атм в предварительно вакуумированной камере, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода аммиака и улучшения качества аэотированного слоя, процесс осуществляют в одной порции аммиака в течение времени, при котором давление в камере возрастает на 0,1 — 0,5 атм, 2 . Способ по п.1, отличающийся тем, что при азотировании более 10 мин осуществляют рециркуляцию порции аммиака.