Способ обработки стальных изделий

Способ обработки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ $$$$$Q

Сею Советских

Социалистических

Реслублнк! ! Й Д ! . -"3

--- . j (51)- 1.Кл. - С 23 С 11/18

С?1 D 1/78 (61) Дополнительное к авт, саид-ву— (22) Заявлено 06.06.77 (21) 2491976 22-02 с присоединением заявки _#_o— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.10.79. Бюллетень. з 40 (45) Дата опубликования описан..я 30.10.79

Государственный комнтст па делам нзооретеннй н открытия (53) УДК 621 78,-, 533 (088.8) (72) Авторы .изобретения

Х. С. Абжалилов, Б. И. Журавлев, А. С. Мокров

Ю. М. Рагозин, В. А. Крестниковский и Ю. К. Катков (71) Заявитель Ивановский филиал Научно-производственного объединения

Всесоюзного проектно-технологического института строительного и дорожного машиностроенич (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к области обработки изделий, включающей диффуэионное насыщение поверхностей с последующей термической обработкой, что позволяет получить необходимый комплекс физико-механических свойств.

Известен способ обработки стальных изделий, включающий нитроцементацию при температуре 860 С и последующую закалку током BbIcoKQH частоты при тем пературе 850 С, позволяющий получить высокую износостойкость и прочность изделий (твердость 1000 †11 HV) на глубине до

1,5 мм fl).

Недостатком такого способа является получение диффузионного слоя, не содержащего кар бонит ридной зоны (Е-фазы), влияющей на прирабатываемость и износостойкость трущихся поверхностей деталей, отсутствие задиростойкости, предотвращающей схватьгвание изделий в условиях высоких контактных нагрузок и трения без смазки.

Известен способ химико-термической обработки, в котором иэделие нитроцементируется в течение 1 — 3 ч при температуре

700 — 760 С .в высокоактивных смесях, в частности в смеси продуктов пиролиза триэтаноламнна (40 — 90%) и аммиака (60—

10%). Затем в той же атмосфере детали охлаждают до температуры 600 — 650 С в течение 1 — 3 ч с последующим охлаждением в воде, масле или на воздухе. Полученный диффузионный слой состоит из карбонитридной зоны толщиной 20 мкм с твердостью 400 — 600 кгlл м2, расположенной за ней мартенситной зоны толщи ной 0,10—

0,15 л м с твердостью 800 — 1000 кгlмлР и диффузионного подслоя с тростосор битной структурой (2).

Недостатком такого способа является малая глубина диффузионного слоя, до

0,35 л1м, низкая прочность которого на изделиях, работающих при переменных ловышенных дина мических нагрузках, приводит к деформации насыщенного слоя и быстрому механическому износу изделия. В насыщен ном слое после термообработки формируется структура остаточного аустен ита.

Из вестен способ химико-термической обработки, заключающийся в нитроцементации при 650 — 690 С в атмосфере, содержащей 2 — 18% аммиака и 82 — 90% азота с последующим подмеш иванием нитроцементирующего газа. На заключительной стадии процесса температуру поднимают до

720 — 900 С и после выдерноки в течение

5 — 90 л ин .закаливают в масле, воде или на воздухе (3).

694560

Формула изобретения

Составитель Р. 1, иыиава

)аc r;l:;lDll 3 .о) анова Тсхрси ".. Камышнииова 1(оррсктор И. Снмкина

Заиаа 905/1158 Р1зд. ¹ 508 Тираж 1130 1тоииисиое

i I! i0 с;.1оиси:; Госуаарствеииого комитета ССС!а и,, «сл",.",l:3оврстсиив и си >ы. и

113035,,т1ос (ill,, )lr,-:35, Ратин иаи иаь . 1 4, 5

lrlH Харви. (5 .. л. ll1ос,. «11а.си", »

В таком croc06e Обработки Tarcirrc фор:аируется остаточный аустенит, смягчающий подслой:карбонитридной зоны (Е-фазы). Наличие на поверхности износостойкого, задиростойкого карбонитридно."о < лоя (на основе E-нитрида) предотвращает охватывание изделий в условиях контактных натрузок и трения без смазки. Наг рев под закалку на заключительной стадии процесса и выдержка,в нагретом состоянии составляют доста гочно продол кител1.ное время, в результате чего происходит рассасывачие карбонитрида, нарушается егÎ сплошность, а при черезмерно высокой температуре нагрева и l!Ipozoлжительной выдержке наблюдается полное иочезнозени карбонитрида:из структуры нитроцементованного слоя.

Целью изобретения я вляется повышение эксплуатационной стойкости изделий.

Поставленная цель достигается тем, что изделие после нитроцементации,в высокоактив1ных смесях при температуре 650 ——

720 С подверга1от нагреву токами высокой частоты до 1050 — 1150 С с последующей закалкой.

Минимальное значение температуры нитроцементации 650 С выбрано с целью получения на и большей глубины карбонитридной зоны и форми рования развитой азотистой у фазы. Температура нитроцементации не должна превышать 720 С для предотвращения фазовых превращений в сердцевине изделия.

Наиболее важной отличительной особенность10 нагрева нитроцементирозакных деталей токами высокой частоты является то, что из-за низких ма пнитных свойств карбонитрида максимальное значение темлературы,наблюдается не на самой поверхности, а в зоне у-фазы. Это обстоятельство в сочетании с быст1рой скоростью нагрева способствует сохранению карбонитридной зоны без з".ìåòíûõ изменений ее свойств и строения.

П р и,м е р. Пластину из стали 20 r!ре,,варительно подвергают,низкстемпературной нитроцементации при температуре

700 С в газовой среде, состоящей пз продуктов разложения аммиака (20 — 50""/с ) и триэтанола мина (80 — 50% ) в течение 6

-. последующим охлаждением в воде. Затем осу1цествля1от нагрев токами высокой .«aстоты непрерывно-последовательным способом в спрейерном индукторc. Прп этом карбонитридная зона нагревается до 700—

750 С, а у-фаза до 1050 †-1150 С. Различная температура нагрева нитроцементованного слоя объясняется различными значениями магнитных с1зойств карбонитрид5 ной l(мартснситно-аустанитпой зон.

Постоянство температуры нагрева под закалку обсспе пгвается стабилизацией напряжения на иидукторе и определяется фотоэлектрическим ппрометром ФЭП-4. Вре10 мя нагрева от тем пературы 700 — 750 С карбоиитридной зоны E-фазы и подслоя уфазы до температуры 1050 — 1150 С вЂ” 15 с, выдержка 5 с, общее время на пластину—

60 с. После выдержки пластину закаливают в воде. В результате обработки на поверхности изделия сохраняется карбонитридный слой глубиной 20 мкм, под которым расположена область азотисто-углеродного мартенсита глубиной 0,6 мм с твердостью 1200 †13 ОГ Под мартенситиой областью набл1адается переходная зо,на глубиной 0,4 мм с твердостью 700—

800 HU. Общая глубина эффективного упрочненного слоя составляет 1 мм.

Предлагаемый способ позволяет получить .на поверхности пластики карбонитридный слой, ответственный за прирабатываемость и задиростойкость, и мартенситный подслой, повышающий износостойкость в условиях сухого трения и повышенных динамических нагрузках. NBIHococTUI4KocT! пластин пресс-форм при испытании повышается в 3,8 раза по сравнению с износостойкостью, полученной при обработке известным,способом упрочнения.

Способ обраоотки стальных изделий, 40 вкл10чающий нпгроцемeíòàö41!0 при 650—

720 С, нагрев под закалку и закалку, о тличающийся тем, что, с цель:о повышения эксплуатационной стойкости издел;и, нагрев под закалку осуществляется

45 токами вы:1 "loll ч астоты до 1 050 1 1 50 С.

1 1стОч111-1;и ипфор . 1а 1пи, принятые Во э:1пма -r:lc llplf эксп "p71:зе: т

50 1.;,овос в производстве грузoзьlх автомоб::. й. Сбо -,:Irr." М., «Машипостроеиlr,с». 1971, с. 219 226.

2. Автопс100 I: I1còe.aò>còao СССР

Л 87961 кл. С 23 С ОЛ6, 19 2.

55 3. Азто11 кос с:-ндетельство СССР . А 4993!-1. к . С 23 С 11, 18, 974.