Способ цементации стальных изделий

Способ цементации стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

« «не-« ифт®,ц „". л Л

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапмстмческмх

Республик

С 23 С 9/00

Гееудлрстееииый кемитет

СССР ее девам иаееретеикй к етерыткй (23) Приоритет— (53) УДК 621. .785,5 1. ,52(088.8) Опубликовано 23.07.80. Бюллетекь Jlk 27

Дата опубликования описания 28.07.80

В. М. Переверзев, В. И. Колмыков, М, Д. Овчаренко и А. П. Белан (72) Автори изобретения

Курский политехнический институт (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлообработке и может быть испопьзовано при изготовлении изделий, работающих в условиях изнашивания.

Известен способ газовой цементации, заключающийся в том,что в цемептациоиную печь после загрузки в нее изделий подают не-, ужероживающий.газ или жидкость, например керосин, синтии идр.,которая, разлагаясь, создает науглероживающую атмосферу. С целью увеличения скорости и равномерности науглероживания, процесс ведут с принудительной циркуляцией цементирующей атмосферы (1).

Цель изобретения ускорение процесса цементации, обеспечение равномер» ности науглероживания внутренник и наружных поверхностей иэделий, умень шение склонности к трещинообраэованию при последующей термообработке и по- вышение износостойкости цементованнык стальных изделий.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе цементации, заключающемся в загрузке изделий в печь, нагреве их до температуры обработки и выдержке при этой температуре в насьштающей среде, перед загрузкой детали покрывают споем сажевого карбюризатора, состоящего из

50-90% сажи и 10-50% углекислого бария.

Пример . Обрабатывание:.образцы трех типов из сталей 18ХГТ; ХВГ, ШХ15: а) сплощной цилиндр диаметром

9,0 мм, длиной 80 мм с буртиком; б) полый цилиндр (втулку со сквозным .. отверстием) внутренним диаметром

9,0 мм, ступенчато изменяющимся наружным диаметром 21, 16 и 13 мм, длиной 55 мм и в) цилиндр с глуким отверстием глубиной 50 мм, диаметром

9,0 мм тек же размеров по наружному диаметру и длине, что и образцы типа (б).

На указанных образцах определяют глубину цементации по микроструктуре, содержание углерода в цементованных слоях путем послойного химического ана749932

1,8

95:5

90:10

80: 20

70:30

60:40

50:50

40:60

1,4

2,9

1,8

2,0

3,1

3,3

2,2

2,2

3,4

2,1

3,0

1,6

2,3

3 лиза стружки, снятой с цементованных образцов, и наличие трещин после термообработки методом магнитной дефектоскопии.

Образцы для испытаний на абразивное изнашивание имеют форму цилиндра диаметром 2 мм и длиной 30 мм, Цементацию проводят при 860 и 920 C в течение 6 ч в шахтной электронечи сопротивления типа U105 (мощйостью 105 кВт), приспособленной для химико-термической обработки изделий в газовых карбюриэаторах. Образцы загружают в печь вместе с деталями, . имеющими форму и размеры, близкие к указанным для образцов (а) и (б).

Одновременная загрузка в печь составляет 350 кг (примерно 6000 шт.) деталей и образцов, подвешенных вертикально в приспособлениях. Пространство между деталями по горизонтали и по вертикали составляет 3-10 мм.

После цементации образцы цодвергаloT термообработке по режиму: закалка в масле с 830оС (стали ХВГ и ШХ15) или с 870 С (18ХГТ), обработка холодом при 60оС и отпуск при 180оС в течение 6 ч. Испытание образцов на изнашивание при трении по кварцевой шкурке зернистостью 0-10 мкм проведено на машине Х4-Б.

Эталоном служат образцы из стали

ШХ15, не подвергавшиеся цементации, термообработка которых проведена следующим образом: закалка с 84СРС в масле, обработка холодом при -60 С,"отпуск при 15О С в течение 6 ч, 4

Детали в образцах перед загрузкой в печь окунают в суспензию состава, вес.%:

Триэтаноламин 85

Сажа газовая 10 углекислый барий 5у затем смоченную суспензией поверхность покрывают сухой порошкообраэйой смесью (путем погружения), состоящей иэ сажи

10 и углекислогО бария, после чего загружают в печь для цементации..

В течение всего процесса цементации в печь подают синтии в количестве 180. 200 капель/мин. Охлаждение после цеменyg тации проводят вместе с печью до 800оС (в течение 1-2 ч), не прекращая подачи синтина. Затем детали и образцы выгружают иэ печи и охлаждают в струе воздуха от вентилятора. щ Влияние соотношений между сажей и углекислым барием на результаты цементации представлено в табл. 1.

Таблица 1

Износостойкость определяют как отношение износа эталонного образца к износу цементованного.

Полученные результаты приведены в табл. 2, /

Предлагаемый способ цементации обес.печивает получение примерно в 2 раза более глубоких цементованных слоев, чем известный (сталь 10ХГТ), Содержание углерода в цементованных слоях стали

ХВГ (на расстоянии 0,05-0,10 мм от поверхности) после цементации по предлагаемому способу превышает 39o, а после цементации по известному - лишь,|

5 749932 6

1,3% (цементация при 920 С) и 1,1% примерно одинаковое науглероживание (цементация при 86O C). Предлагаемый внутренней и наружной поверхности втуспособ цементации обеспечивает также лок.

Таблица 2

Содержание углерода в цементованных слоях (ст ХВГ на расст янин 0,05-0, 10 мм от поверхностф

Глубина цементации (ст 18ХГТ, мм ) Износостойкость цементованного слоя на расстоя нии 0,050,10 мм от поверх ности

0

Cl

9 о д о о м о к ж

Ф 3 Ф

86Г

Е:.o o

А

g o ро а

3 3. оцo

F д

ЯЯа р о ю (о а Я

$ а

О.

11 12

10,8

1,2 1,0 3,1 3,2 2,9

Предла- 860 гаемый

Трещин 1,9 2,1 1,9 не об наружено

920 2,0 2,2 1,9 3,5 3,5 3,4

2,2 2,5 2,0

0,4

Извест- 860 ный

0,3 1,1 -" " 1,4 0,6

0,7

920 0,9 1,2 0,6 1,3 1,9 0,8

1,3 1 4 1,2

Иэ приведенных данных можно сде« лать вывод, что износостойкость обрабатываемых образцов повышается в 2,02,5, а скорость насыщения в 1,5 раза.

4$

Формула изобретения

1 ° Способ цементации стальных иэделий, включающий их загрузку в печь, нагрев до температуры обработки и выдержку при атой температуре в насыщающей So среде, отличающийся тем, что, с целью повышения иэносостойкости обрабатываемых изделий и интенсифика ции процесса насыщения, перед эагруз« кой в печь изделия. покрывают слоем сажевого, карбюризатора.

2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сажевый карбюриэатор содержит сажу и углекислый барий нри следующем соотношении компонентов, вес.%:

Сажа 50 90 Углекислый барий 1050

Источники информации, принятые во внимание ape sIIcIIeprsse

1. Мицкевич А. H. Химико- гермическая обработк» металлов и сплавов. М., Йашиностроение, 1968, с. 54-72.

Ш(ИИПИ Заказ 4434/9 Тираж 1074 Подписное

Фьтнал ППП "Патент», г. Ужгород, ул. П)ррекчнаа, 4

I и

Ж

Ф

1

5 о э о

8 о

Во втул- 1,2 1,3 1,0 ках со сквозным отверстием иэ ст ХВГи

ШХ15 обнаружены трещи