Способ газовой цементации стальных изделий

Способ газовой цементации стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Сецнапнстнчесння

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (ii) 855071

{63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1304.79 (21) 2755987/22-02 (51)М. Кл.

С 23 С 11/10 с присоединением заявки NP

Гвсу4арстввнямв Nowlll3cY

СССР яе ямаи «зобретений я открытия (23) Приоритет (53) УДК 621.785.51 .52(088.8) Опубликовано 15.08.81. Бюллетень ¹»

Дата опубликования описания 150831 (72) Автор изобретения

З.Я. Мостиславский

РО

Научно-производственное объединение по ехноЛо&ий" " машиностроения "ЦНИИТМАШ" (71) Заявитель (24) СПОСОБ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ CTAJIbHbiX

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлур.гии, в частности к цементации металлов и сплавов.

Известен способ двухстадийной газовой цементации, по которому на первой стадии производят интенсивную подачу карбюризатора, а на второй - подачу карбюризатора уменьшаtoT 11).

Известен также способ газовой цементации стальных иэделий в две стадии, по которому на первой стадии производят пропускание углеводородного газа через герметичное рабочее пространство печи, а на второй - .про- 15 ток газа прекращают и подают воздух в количестве 0,005-0,01 м /ч на .1 м рабочего пространства. При этом длительность первой стадии равна 1/2-1/5 от общей длительности процесса f2) . 20

Недостатком этих способов являет ся нестабильность процесса при цементации на глубину более Я мм, что вызвано падением углеродного потенциала и сажеобразованием на стенках 2э муфеля.

Цель изобретения — стабилизация процесса цементации в герметичном рабочем пространстве при длительных ч 30 выдержках и исключение сажеобразования на стенках муфеля.

Эта цель достигается тем, что согласно способу газовой цементации, состоящему иэ двух стадий: с пропусканием углевОдородного газа через герметичное рабочее пространство на первой стадии процесса и с подачей воздуха на второй стадии, обработку проводят циклически, периодично повторяя первую и вторую стадии, при этом продолжительность первой стадии 5-10 мин и составляет 1/2-1/10 от продолжительности второй стадии.

На второй. стадии поцают воздух

0,005-0,1 мЭ/Ч на 1 м З рабочего пространства.

Время первой стадии менее 5 мин не обеспечивает необходимого уровня цементующей активности атмосферы в рабочем объеме, а более 10 мин приводит к избытку свободного углерода, в результате чего накапливается сажа на деталях и стенк : муфеля., В интервале от 5 до 10 мин достигаются оптимальные показатели по углеродному потенциалу с учетом последующего введения воздуха.

Продолжительность второй стадии выбрана иэ условия нал1олее полного.

855071

Углеродный потенциал, 5

Время от начала процесса, ч

Углеродный потенциал, Ъ

Время от начала процесса, ч

1,09

1,08

1,03

1,07

1,06

1,09

1,02

1,10

1,12

10

1,08

1,07

1i08

1,07

1 07

1б

Формула изобретения взаимодействия кислорода воздуха, подаваемого на второй стадии с углеродом газа, вводимого на первой стадии, и сохранения углеродного потенциала на заданном постоянном уровне.

В предлагаемом способе первая и вторая стадии являются значительно менее длительными, чем в известном, и проводятся многократно до получения требуемой глубины слоя. При этом цементующая активность сохраняется на постоянном уровне и не наблюдается падение углеродного потенциала при цементации на глубину более 2,0 мм эа счет периодического поступления газа. Подача газа небольшими порциями способствует его более полному взаимодействию с кислородом воздуха, подаваемого на второй стадии. Это предотвращает выпадение сажи на стенках муфеля.

Пример . Детали, например из стали 20Х2Н4А, подвергают цементации на глубину 2,5 мм 25 ч в гер- " метичной печи шахтного типа с вентилятором при объеме муфеля 0,7 м .

Время первой стадии составляет 10 мин

Как видно иэ таблицы, при цементации предлагаемым способом, значение углеродного потенциала остается постоянным в течение всего процесса цементации.

Применение предлагаемого способа позволяет стабилизировать процесс цементации при больших выдержках и исключить сажеобразование на стенках муфеля. Способ может быть автоматически управляемым.

1. Способ газовой цементации стапьных изделий, включающий две стадии обработки: с пропусканием углеводос подачей природного газа 250 л/ч.

На второй стадии процесса, составля ющей 50 мин, проток газа через рабо- чее пространство печи прекращают и начинают подавать с помощью микронасоса воздух в количестве 0,018 мЗ/ч.

Процесс носит пульсирующий характер с периодическим повторением первой и второй стадии до получения требуемой глубины слоя.

После цементации концентрация углерода в поверхностном слое деталей составляет 0,9Ъ.

При цементации в аналогичных условиях по известному способу время первой стадии составляет 5 ч при

15 расходе газа 500 л/ч, а второй—

20 ч с подачей воздуха 0,075 м /ч, глубина слоя оказывается 2,2 мм, а поверхностная концентрация углерода0,7%.

gp В таблице даны значения углеродно го потенциала в процессе цементации предлагаемым способом, проводимой по режиму, t 925ОС, время первой стадии 10 мин с,.подачей природного газа

250 л/час, время второй стадии 50 мин с подачей воздуха 18 л/час.

Родного газа через герметичное рабо50,чее пространство на первой стадии и с подачей воздуха на второй стадии, отличающийся тем, что, с целью стабилизации процесса насыщения при больших выдержках за счет предотвращения падения углеРодного потенциала и исключения сажеобраэования на стенках муфеля, обработку проводят циклически, периодично повторяя первую и вторую стадию, при этом продолжительность первой стадии

46 5-10 мин и составляет 1/2-1/10 от продолжительности второй стадии.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что. на второй стадии

65 воздух подают .в количестве 0,005

855071

Состааитвлв Г. Бахтинова

Редактор М. Петрова Техрвд Н;Kamтуpa

Корректор М. Демчик

Заказ 6843/40 Тираж 1048

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

0,1 м4/час на 1 м рабочего пространства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Райцесс В.Б. Технология химико-термической обработки на машнностраителъных заводах, 1965, с. 71, 137.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2314184/22-02, кд. С 23 С 11/10 ° 1976.