Способ комплексного диффузион-ного насыщения стальных изделий

Способ комплексного диффузион-ного насыщения стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик ()800230 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 25 1 1 77 (2 ) ) 2548148/22-02 с присоединением заявки Ж (23)Приоритет

Опубликовано 3Q Qj 8) Бюллетень 36 4

Дата опубликования описания 02.02.81 (5 () Ч. Кл.

С 23 С 9/00

)Ьвуйврстевввй каяатвт

CCCP вв делая «звбввтев«Я н открыл«Я (>3) УДК 621.785. .5 1.539(088.8) (72) Авторы изобретения

10. И, Потушинский, Г,:.;. Змс-;оп,. B.

А. И. Пупьпнев .. ... Р. Б=.у.- ь ин (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ДИФФУЗИОННОГО

НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к способам химико-термической обработки поверхност.— ного слоя стальных изделий путем циффуэионного насыщения их поверхностного слоя бором и легирующим элементом и может применяться при химико-термической обработке иэделий, к поверхностным слоям которых предъявляются особые требования по условиям эксплуатации.

Известен способ химико-термической обработки, включающий нагрев цо 850о

1000 С, с выдержкой 3 ч в порошковой среце, содержащей насыщаюший а гент— диборид крома, активатор и инертный разбавитель (1).

1$

Известен также способ химико-термической обработки поверкностного слоя изделий из металлов или сплавов, включающий высокотемпературный нагрев цо о

900-1100 С и выдержку 2-6 ч в порошковой среце, содержащей насыщающий агент - диборид легирующего элемента, таких как хрома, титана или циркония, активатор и инертный разбавитель $2).

Эти способы химико-термической обработки поверхностного слоя иэделий поэвопяют полу ать концентрацию легирующего элемента в поверхностном слое иэделий пе более 4».20% or весовой концентрации боридов в поверхностном слое.

Однако и такое соцержание легирующего элемента и поверкностном слое является недостаточным цля иэцелий, рабо тающих в особо жестких условиях эксплуатации (работа при повышеннык температурах и давлениях, при высоком содержании абразива в средах и т. ц.) Цель изобретения - повышение иэносостойкости иэделий эа счет увеличения концентрации легирующего элемента в поверхностном слое иэделий и толщины слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе химико-термической обработки поверхностного слоя иэцелий иэ металлов или сплавов, вклюhìoëåM высокотемпературный нагрев и выдер;кку в порошловой среде, содержа3 800 щей насыщающий агент - диборид легирующего элемента, активатор и инертный раэбавитель, нагрев осуществляют двухО ступенчато, с выдержкой при 800-900 С в течение 1 ч и 1000-1050С в течение

2 ч.

Двухступенчатый нагрев при химикотермической обработке иэделий в порошковой среде способствует активизации атомов бора, на первой ступени нагрева, которые обладают большей диффузионной активностью по сравнению с атомами легирующего элемента. На этой стадии атомы бора почти полностью продиффундируют в новерхностый.слой обрабатыва- 1 емого изделия.

Нагрев до температуры. второй ступени способствует активизации атомов легирующего элемента,. которые начинают проявлять свою диффузионную активность при более высокой температуре, чем атомы бора на первой ступени. При этом атомы бора не препятствуют проникновению атомов легирующего элемента в поверхностный слой изделия, так как они уже почти полностью продиффундировали в него на первой ступени нагрева. Время выцержки на второй ступени нагрева характеризует концентИзвестный способ

21 18

900

45Х 1000

1 100

23 19 20 85 40 60 некачественные слои

23 15 14 55 18 50

25 17 16 80 30 75

900

ШХ15 1000

1 100 некачественные слои

Предлагаемый способ

35

800 1 000 1

45Х 850 1025 1

230 4 рацию легирующего элемента и глубину проникновения его в поверхностный слой изделия из металлов или сплавов.

Пример,. Проводят химико-термическую обработку поверхностного слоя двух деталей, изготовленных иэ стали марок 45Х и ШХ15. Обработку проводят в порошковой среде, содержащей насыщающий агент - диборид хрома, титана или циркония, активатор и инертный разбавитель, при слецующем соотношении ингрециентов, вес.% соответственно: 10, 3 и87.

Нагрев осуществляют в инцивицуальном контейнере по двухступенчатому режиму с выдержкой кажцой партии цеталей при 800, 850 или 900 С в течео ние 1 ч, а на второй ступени нагрева при 1000, 1025 и 1050 С с выдержкой 21 .

В таблице показаны результаты испытаний стальных деталей по известному и предлагаемому способам.

Как. видно из таблицы, обработка по предлагаемому способу приводит к новы- . шению концентрации легирующего элемента в поверхностном слое на 15-20% и увеличению толщины слоя в 1,5 раза.

17 60 20 45

24 22 80 45 70

27 25 90 50 75

600230

Продолжение таблицы

45 30 29 57 90

20 70 40 60

22 80 55 70

ЗЗ 21

40 26

47 29

60 85

26 95

Формула изобретения

Способ комплексного диффузионного насыщения стальных изделий, включающий высокотемпературный нагрев и вы25 держку в насыщающей порошкообразной среде, содержащей диборид легирующего элемента, активатор и раэбавитель, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения иэносостойкости обрабатываемых изделий за счет увеличения толщины диффузионного слоя и повышения концентСоставитель Л. Бурлинова

Редактор И. Ковальчук Техред H,Келушак Корректор G. Шекмар

Заказ 10322/27 Тираж 1059 Подписное

ВНИИПИ 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

900 1050 1

800 1 000 1

ШХ15 850 1025 1

900 1050 1 рации пегирующего элемента в нем, высокотемпературный нагрев осуществляют двухступенчато с выдержкой в течение

40-60 мин при 800-900 С и при о

1000-1050 С в течение 100-120 мин. о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1, Авторское свидетельство СССР

М 346402, кп. С 23 С 9/04, 1972.

2. Известия высших учебных заведений, Черная металлургия, 1976, М 10, с. 130-133.