Способ ионной цементации стальных деталей

Способ ионной цементации стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИОННОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий обработку детали-катода ионами углерода с использованием графитового электрода , отличающийся тем, что, с целью повьшения скорости цементации и обеспечения возможности проведения процесса при атмосферном давлении, сначала получают в дуговом разряде ионы углерода, затем на графитовый электрод подают положительный потенциал, а на обрабатьшаемую деталь - отрицательный.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<19)SU(ii) 751158 (51)4 С 23 С 8/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2594 155/22-02 (22) 21.03.78 (46) 23.02.88. Бюл. Р 7 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря и Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) С.A ° Юхимчук, В.В.Попов, С.А.Панкратов, В.И.Лакомский, О.Я.Крым и Е.К. Цветаева (53) 621.785.51 ° 52 (088.8) (56) Журнал "Металловедение и термообработка металлов", Р 8, 1961, статья Ванина В,С. Высокотемпературная цементация. (54) (57) СПОСОБ ИОННОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ

СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий обработку детали-катода ионами углерода с использованием графитового электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости цементации и обеспечения воэможности проведения процесса при атмосферном давлении, сначала получают в дуговом разряде ионы углерода, затем на графитовый электрод подают положительный потенциал, а на обрабатываемую деталь — отрицательный.

751158

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при науглероживанни поверхности металлических изделий с целью . придания им повышенной твердости, износоустойчивости.

Известен способ цементации стали с использованием тлеющего разряда.

Этот способ заключается в том, что обрабатываемую деталь-катод бомбардируют ионами углерода, образующимися в тлеющем разряде между деталью и анодом в углеводородной среде. Давление газовой среды при этом не превы- 15 шает 20-30 мм рт.ст.

Однако существующий способ цементации трудно реализовать в промьппленности, так как используется пониженное давление, что усложняет оборудо- 20 ванне и увеличивает его стоимость.

Под действием бомбардировки ионов, имеющих в вакуумной среде значительную длину свободного пробега и высокую вследствие этого скорость, 25 появляется возможность перегрева и оплавления поверхностей изделий особенно профильных, а также обезуглероживания вызванного распылением адсорбционного слоя углерода ионами 3Q плазмы тлеющего разряда..

Целью настоящего изобретения является повышение скорости цементации и возможности проведения процесса при атмосферном давлении.

Поставленная цель достигается тем, что карбюризатор подают в дуговой разряд, ионизируют его там, а затем из дугового разряда ионы углерода попадают в несамостоятель- 4п ный разряд между графитовым анодом и деталью-катодом при нормальном давлении.

Пример. Предлагаемый способ плазменной цементации реализуют в 45 устройстве, состоящем из двух коаксиальных полых электродов. Во внутренний электрод-анод помещают образец, представляющий собой круглый стержень ф = 20 мм; 1 = 30 мм из стали 20Х13.

В качестве науглероживающей среды используют пропан-бутан, сначала его подают в область между электродами, где под действием электромагнитного поля перемещается дуга постоянного тока с температурой 12000 К, ионизируется там (ионизация углеводородного газа составляла до 107), а затеи в ионизированном состоянии поступает в зону несамостоятельного разряда между анодом н образцом. Напряжение между анодом и образцом поддерживают равным 500 В и обеспечивают перемещение ионов углерода к образцу, который играет роль второго катода. При помощи введенного в электрическую цепь катод-образец регулировочного сопротивления плотность ионной бомбардировки регулируют в широких пределах (практически.от 0,1 до 10 mA/ñì ) температуру образца регулируют мощностью дуги независимо от тока несамостоятельного разряда через образец.

На глубину (S) и степень насыщения оказывают влияние следующие параметры: мощность дугового разряда Р,температура образца Т»>, плотность ионного тока. время обработки образцов а.

Данные о параметрах режимов обработки некоторых образцов приведены в таблице.

Как видно из таблицы время, затрачиваемое на обработку образцов способом плазменной цементации, по сравнению с обычными способами цементации, сокращено в 5-8 раз, что позволит существенно повысить производительность. Цементация проводится при атмосферном давлении и не требует специального вакуумного оборудова-. ния, что приводит к снижению затрат на оборудование.

751158

J e

mA/ñì

Качественная

8, мм о<р> т

С оценка слоя насыщения мин

0,25 Насыщение по глубине равномерное

0,63

970

4,32

0,4 На глубине до

0,4 мм образуется небольшое

0,76

1000

15 количество карбидон

1,14 0,8

1100

5,45

0,55

0,76

1050

6,4

Корректор А.Обручар

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ушгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н.Сильнягина Техред Л.Олийнык

Заказ 773 Тирам 990

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

На глубине до

0,5 мм наблюдается пересыщение (ледебурат), на глубине 0,6-0,8мм распределение карбидной фазы равномерное

Аналогично образцуУ4

На глубине до 0,3 мм зона пересыщения,на глубине 0,3-0,55 мм равномерное распределение карбидов