Способ газовой цементации стальных деталей

Способ газовой цементации стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (iii 73()875

l

,» 1 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 12.05.76 (2! ) 2361114/02 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (51)М. Кд.

С 23 С 11/10

Гевударстевииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.04.80. Бюллетень М16

Дата опубликования описания 03,05.80 (53) УДК 621..785.062.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. Н. Мармер, С. Г. Мурованная, Ю. П. Усатый, В, Д, Кальнер

С. А. Юрасов и А. И. Попова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к машийострое нию и может быть использовано при химико-термической обработке например, для цементации высоколегированных сталей типа 25ХГТ, 25ХГНМ, 25ХГНМБФ, 20Х2Н4А.

Известен способ газовой цементации стальных деталей в герметически закры той камере печи, которая наполняется цементационным газом избыточного давления или через нее с определенной скоростью проходит газ $1)

Недостатком этого способа является малая производительность вследствие использования низких температур.

Известен также способ цементапии деталей в вакууме, при котором после вакуумирования печи с изделиями вакуумная система отсекается, и источник углерода, например, метан подается в камеру нагрева вакуумной электропечи циклами. Через каждые 2-3 мин подача металла прекращается, и оставшиеся газы откачиваются. Затем цикл повторяется.

Циклирование необходимо для обеспечения циркуляции углеродсодержащего га за вокруг изделия при пониженном давле нии в камере (20-80 мм рт. ст.). Циклы науглероживания осуществляются при одном и том же давлении метана 2 .

Недостатками способа циклической вакуумной цементации являются увеличение общего времени процесса и трудность получения равномерного слоя.

1О

Цель изобретения — ускорение процесса насыщения и получение равномерного слоя.

Поставленная пель достигается тем, что в способе, включающем нагрев и вы l5 держку деталей в уу е 10-1 «10-40мм рт. ст. с последующим диффузионным на« сыщением, процесс диффузионного насьущення проводят под давлением в две ста« дии: на первой стадии поддерживают давление насышающего газа 200-300 мм рт. ст., а на второй стадии - 10-20 мм рт, ст. Причем первая стадия составляет

1/6 часть времени от процесса насыщения.

5 Д давления 10 20 мм рт. ст. На второй стадии вакуумной цементации садку выдерживают в камере с давлением метана

10-20 мм рт. ст, в течение 20-25 мин, после чего углеродсодержа дий газ отка чивают из камеры, и изделия выдерживают в камере при давлении 10 мм рт.ст, для осушествления диффузионного отжига и удаления растворенного в металле водорода.

Режимы обработки по предлагаемому методу и результаты исследования представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что по предлагаемому способу газовой цементации в течение 60 мин на исследуемых марках стали получают глубину цементованного слоя больше 1,2 мм.

Б табл. 2 приведены сравнительные данные известного и предлагаемого способа, Та бл ица 1

Ст 25ХГНМ

Ст 20Х2Н4А

Ст 25ХГТ

10

Т аблица 2

0,5

1,01

0,90

0,69 >0,75

0,44

По мате1040 шесть дик- 20 0,25 лов по 5мин 0,50 (60) 0,75

1,00

Ст 1117 (0,14.-0,20)С .

0,20 Й (1,0 1,3)М о риалам испытаний известного способа

3 73087

Способ газовой цементации осуществляют следуюшим образом. Загружают садку в вакуумную печь и производят Вакуумирование камеры и нагрев садки при вакууме 10 мм рт, ст. до температу.-Ъ о

5 ры цементации 1050 С с выдержкой в теченче 15-30 мин. Затем напускают метан до давления 200-300 мм рт. ст. и одновременно включают вентилятор, рас=-. положенный в нагревательной камере. )o

Давление метана от 200 мм рт. ст, и выше позволяет эффективно использовать вентилятор, который создает прк удительную циркуляцию углеродсодержашего газа вокруг изделия, что обеспечивает благоприятные условия для получения равномерного качественного слоя, При дав ленин ниже 200 мм рт. ст. действие вентилятора не эффективно.

После пятиминутной цементации в ука- О занном режиме, вентилятор выюдочают и проводят откачку метана из камеры до

Ст 1010 1040 три цикла 60 (0,08»0,13)С по 5 мин (0,20-0,35) S| (25-30) (0,30,6) Мп

20 1050 2,4 0,86

20 1050 2,0 0,8

20 1050 21 1 1

730875

Ре + 2,5Я 1040 три цикла 60 по 5 мин (25-30) 0,25

1040

Ст 1524

25 О 25 074 05

0,5 0,56 десять циклов по

5 мин (95 100) Ст 25ХГТ

1050

По материалам испы» таний предлагаемого способа газа ?00-300 мм рт. ст., а на второй стадии - 10-20 мм рт. ст.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, .что первая стадия составляет 1/6 часть времени от процесса насышения.

Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе

1. Гуляев А. П. Металловедение. М., Металлургия, 19 66.

2. Патент США ¹ 3.796.615, кл. 148-165, 1974 (прототип).

Составитель Л. Бурлинова

Редактор E. Дорошенко Техред М. Кузьма Корректор Е. Папп

Заказ 1472/15 Тираж 1074 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения зп

1. Способ газовой цементации стал ных деталей, включающий нагрев и вы

4 -40 держку деталей в вакууме 10 -10 мм рт. ст, с последуюшим диффузионным насыщением, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью ускорения процесса, и получения равномерного слоя, процесс диффузионного насыщен ия проводят под давлением в две стадии: на первой ств.- 40 дии поддерживают давление насышающего

0,05

0,10

0,20

0,30

0,50

0,80

1„2G

1,01

0,94

0,92 )1,2

0,91

0,87

0„81

0,67