Способ сульфидирования стальных деталей

Способ сульфидирования стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Сециалистических

Реслу блик (ss> 706465 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву

f22) Заявлено200778 (21) 2675690/22-02 с присоединением эаявки Ио

С. 23 С 9/00

Государстаенний комнтет

СССР по дмам. нзобретеннЯ н открытнЯ (23) Приоритет (53) УДЫ 621;785, ° 51 539(088 ° 8) ОлубликовамО 30.1279. Бюллетень Ю 48

Дата опубликования описания 301279 (72) Авторы изобретения

В,И, Апарин, Б.П. Лобашев, Ю,B. Макаров, А,А, Силин — и Н.Д. Смирнов (71) Заявитель (54) СПОСОБ СУЛЬФИДИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

1

Изобретение относится к области .технологии машиностроения, а именно к химико-термической обработке (ХТО) деталей трения иэ железных или никелевых сплавов, предназначенных для эксплуатации в условиях тяжелых нагрузок.

Для повышения несущей способйости и иэносостойкостн деталей трения в машиностроении широко применяется сульфидирование в твердых порошкообразных средах на основе серы иЛи сульфида железа (1).

40%S + 59а А8,О, + la ЫН,СВ

75%FeS + 20%Ag О + 5ьын4се, которое проводят прй температурах

560-1000 С в течение 2-8 ч.

Недостатком этих способов является сравнительно высокая температура процесса, что не дает возможности их использования для ХТО упрочиенных сталей температурой отпуска, Известен также способ химикотермической обработки путем нагрева детали в порошкообраном сульфиде свинца при температуре 500-800РС и выдержке от 1 до 25 ч с предварительным удалением воздуха, который, применяют при сульфидировании деталей иэ молибдена (2).

При химико-термической обработке этим способом деталей, изготовлен- ных иэ железных или никелевых сплавов, диффузионные слои имеют недостаточно высокую прочность сцепления с подложкой и несущую способность,.

1О Кроме этого, используемый при реализации способа - прототипа химически чистый сульфид свинца дорог, что не дает возможности широкого исполь-Ф зования в народном хозяйстве.

Целью .изобретения является упрощение и удешевление процесса, а также повышение несущей способности покрытия, образованногО на деталях

20 из железных сплавов, Укаэанная цель достигается тем, что химико-термическая обработка деталей, изготовленных из железных или никелевых сплавов, проводится йа, 25 воздухе в среде :ульфидного свинцоаого концентрата. Для конструкционных и инструментальных сталей и пористого железа температура процесса составляет,80-450 С в эависимос3ц. ти от требуемой толщины слоя, для

706465

75% FeS

20% АЕ,оз

5В Ын„ СЕ

PbS 10 тор

Сталь 45

12-14

600 Го же

8-11

600

PSS, воздух

25-27

600

Свинцовый кон ц ент- рат (КС-2), воздух 550

32-36.

То же 350

10-12

Х18H10T

4Х13

02ОН80

10-12

600

3 нержавеющих сталей и никелевых сплавов она несколько выше — 500-700 С.

Порядок проведения процесса следующий, Деталь с предварительно подготовленной известным способом рабочей поверхностью помещают в тигель или лодочку иэ фарфора. или нержавеющей стали, йа дно которых насыпан слой предварительно просушенного сульфидного свинцового концентрата (например, марок КС ) толщиной

5-10 мм, и засыпают ее целиком таким же порошком на 10-20 мм выше верхнего уровня детали. Затем тигель или лодочку помещают в печь сопротивления, нагревают до требуемой температуры на воздухе и выдерживают при этой температуре заданное время, Например, выдержку деталей из, конст« рукционных и инструментальных сталей и пористого железа проводят при температуре 180-450 С в течение 5 ч а деталей иэ нержавеющих сталей и никелевых сплавов - при 500-700 С также в течение 1-5 ч. Проведение XTO . при тейпературах, ниже указанных, не обеспечивает получение диффузионных слоев необходимой (5-50 мкм) толщины, а при более высоких температурах образуются покрытия, плохо сцепленные с подложкой, После охлаждения деталь легко ос- ЭО вобождается от засыпки, которую чаще всего можно испольэовать многократно.

На поверхности стальных или никелевых деталей в результате химико" . 35 термической обработки образуется прочно сцепленный с основой диффузионный слой черного или темно-серого цвета. Состав его сложен и определяется составом подложки и режимом

ХТО. его можно характеризовать следующим образом: гетерогенная смесь окислов и сульфидов основных компонентов основы,. сульфида свинца и небольших количеств чистого свинца.

Более высокая несущая способность покрытия на деталях из стали и никелевых сплавов определяется высокой

npочностью сцепления слоя с подложкой и указанной выше гетерогенностью его структуры, каждая иэ структурных составляющих которой обладает хорошими противозадирными свойствами °

Несущую способность диффузионного покрытия бценивали по нагрузке задира при постепенном увеличении давления;в паре трения: вращающийся диск иэ стали или никелевого сплава с антифрикционйым покрытием - неподвижный полусферический ползун ф 5,0 мм иэ стали ШХ-15, Условия испытаний были следующие: окружающая средакомнатная, скорость скольжения

0,7 м/с (830 об/м), нагрузку повышали с 1 кгс по 1,0 кгс через каждую минуту до 50 кгс или до задира, смазка, которую наносили на поверхность вращающегося образца,-ВНИИНП-260.Конкретные примерй химико-термической обработки и результаты испытаний н зависимости от технологических параметров и условий проведения процесса представлены в таблице и свидетельствуют о более высокой несущей способности покрытия, полученного по предлагаемому способу в 3-5 раз, 706465

Формула изобретения

Составитель л. Бурлинова

Редакто Т. Пилипенко Тех ед И.Асталош Zo екто в. Бутяга

Заказ 8168/23 Тираж 1130 Подпйсное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеиий и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб 4 .5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул,. Проектная, 4

Упрощение процесса ХТО по предлагаемому спдсобу определяется отсутствием предварительной вакуумной откачки, а удешевление - использованием в качестве насыщающего продукта обогащенной рудыми сульфидного свинцового концентрата, вместо химичес" ки чистого сульфида свинца, цены которых, по данным на 1978 r, соответственно 0,5 и 19 руб. за 1 кг, 1, Способ сульфидирования стальных деталей, включающий нагрев до температуры насыщения и выдержку в насыщающей среде. при этой температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способйости получаемых диффузионных покрытий, упрощения и удешевления процесса, нагрев до температуры насыщения и выдержку осуществляют в среде сульфидного свинцового концентрата.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, нагрев и выдержку деталей из конструкционных и инструментальных сталей проводят при 180-450 С, 3. Способ по п, 1, о т л и ч а юшийся тем, что нагрев и выдержку деталей иэ нержавеющих сталей проводят при 500-700 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертйэе

1. Минкевич A,Н. Химико -термическая обработка металлов и сплавов, М, машиностроение, 1965, с. 259-264, 2. Авторское свидетельство СССР

9 572532, кл, С 23 С ll/08, 1976 °