Способ химико-термической обработкиметаллических изделий

Способ химико-термической обработкиметаллических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союа Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii>815078

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19. 06. 78 (21) 2632532/22-02. с присоединением заявки йо— (51)м. Кл.з

С 23 С 11/00 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень ЙЯ 11 (53) УДК 621. 785. . 51 (088;8) Дата опубликования описания 25 . 03. 81 (72) Авторы изобретения

И.Н. Бойчук, М.E. Гуревич, Л.Н. Лариков и А.И. Носарь

Институт металлофиэики AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

15 Однако такой способ не позволяет достичь желаемой скорости насыщения, а также требует эмпирического годбора длительности обработки импульсного нагрева струей, что усложняет

20 его реализацию.

Цель изобретения — сокращение времени обработки и -овышение стабильности получаемых свойств.

Поставленная цель достигается тем, 25 что в способе химико-термической обработки металлических изделий переменное пульсирующее давление создают импульсной струей, насыщакщего газа, прецессирующей с частотой, пропор30 циональной отношению температуропроИзобретение относится к способам химико-термической обработки металлических изделий и может быть исполь- зовано в машиностроении, приборостроении и других областях техники для повышения антикоррозионных, прочностных и других свойств иэделий.

Известен способ ускэренной цементации стальных изделий путем создания переменного давления. Согласно этому способу в герметически закрытой печи, в которой происходит цементация, создается переменное пульсирующее давление газовой среды, что позволяет увеличить скорость науглероживания 1).

Согласно этому способу процесс химико-термической обработки проводят в закрытой печи в изотермическом режиме, нагрев изделия до температуры насыщения производится по всему объему, что приводит к изменению структуры в той части изделия, которая не подвергается химико-термической обработке, и не позволяет фиксировать глубину слоя, подвергаемого термическому воздействию при ХТО.

Кроме того, этот способ предусматри.вает обработку изделия в инерционной системе, которой является герметичная печь с активной средой, что ограничивает возможность интенсификации процесса за счет повышения скорости изменения давления и повышения частоты пульсаций.

Известен также способ химико-термической обработки, например азотирсвание, заключакщийся в воздействии на иэделие переменным пульсирующим давлением, создаваемым импульсной струей насыщающего газа, нагретого до температуры обработки насыщения, .например до 650оC Г21

815078

120

0,18

40ХНВА 650

0,1

120

0,14

Э32

650

120

0,16

0,1

У10

650

Т а б л и ц а 2

40ХНВА 650

1000 G,20

1000 0,18

100

100

У10

650 водности материала иэделия к квадрату глубины насыщаемого слоя.

Это <беспечивает максимальный контакт и высокую скорость реакции при взаимодействии насыщающего элемента с поверхностным слоем изделия. При этом происходит ускорение диффузион— ных процессов в поверхностном слое за счет термоциклирования и приложения переменного пульсирующего давления насыщенного газа. Сочетание этих условий приводит к скоростной деформации изделия и возникновению статических и динамических дефектов кристаллического строения матрицы, обеспечивающих ускорение процесса на— сыщения. 15

При этом химико-термической обработке подвергается слой фиксированной глубины, что позволяет избежать нежелательного изменения структуры изделия. 20

Эффективная глубина затухания температурных волн в поверхностном слое изделия выражается следующим соотношением, вытекающим из представленной теории теплопровоцности 25 где g. — теплопроводность материала изделия;

n.= — частота генерации вихрей

237 (ь -циклическая частота) .

Отсюда

;е, г Ф .При химико-термической обработке по предлагаемому способу частоту прецессии устанавливают пропорциональной отношению температуропроводности материала изделия к квадрату глубины обрабатываемого слоя.

Таким образом, сочетание цикличес- 40 кого нагрева поверхности иэделия вихрями насыщающего газа с пульсацией газовой струи за счет ее прецессии приводит к увеличению скорости процесса насыщения, а следовательно, и к повышению производительности процесса химико-термической обработки в целом.

При химико-термической, а также термической обработке металлических иэделий с нанесенными на их поверхность защитными диффузионными покрытиями обработку производят струей нагретого газа, инертного по отноше— нию к материалу изделия и диффузанта.

Такая обработка сочетает как термоциклирование, так и переменное механическое нагружение поверхности изделия, и приводит к ускорению диффузионных процессов в поверхностном слое обрабатываемого иэделия.

Образцы нз сталей У8 и 18ХНВА подвергают химико-термической обработке струей газа (диссоциированного аммиака}, совершающей процессию. Глубина слоя насыщения при обработке струей газа, подогретого до температуры 650 С за десять циклов состав— о ляет для сталей У8 и 18ХНВА 0,16 и

G,20 мм соответственно. При этом дли— тельность взаимодействия струи с поверхностью изделия для десяти циклов составляет 106 с.

Сравнительные данные по обработке известным и предлагаемым способами представлены в табл.1 и 2.

Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать химико-термическую обработку.

Так, например, длительность насыщения в предлагаемом способе уменьшается более чем в десять раз по сравнению с известным способом с одновременным увеличением количества циклов в сто раэ.

Т а б л и ц а 1

815078

Формула изобретения

Составитель Л. Бурлинова

Редактор Н. Кончицкая Техред Н.Ковалева Корректор М. Нигула Заказ 970/44 Тираж 3048 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ химико-термической обработки металлических изделий, заключающийся в воздействии на изделие переменным пульсирующим давлением, создаваемым импульсной струей насыщающего газа, нагретого до температуры обработки, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени обработки и повышения стабильности получаемых свойств, переменное пульсирующее давление создают импульсной струей насыщающего газа, прецессирующей с частотой, пропорциональной отношению температуропроводности материала изделия к квадрату глубины насыщаемо о ++++

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 77574 кл. С 23 С 11/12, 1948.

2м Авторское свидетельство СССР

Р 620511 кл. С 23 С 11/10, 1977.