Способ химико-термической обработки стальных изделий

Способ химико-термической обработки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>876784

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

-1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5 )М. Клз

С 2З С 11У00 (22) Заявлено 270379 (21) 2741275/22-02 с присоединением заявим Ио (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 3010.81. бюллетень М 40

Дата опубликования описания 3010.81 (53) УДК 621. 785. .51.533(088.8) (5 4 ) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

5, Изобретение относится к химикотермической обработке и может быть использовано при поверхностном упрочнении изделий из различных металлов и сплавов.

Известен способ газовогб аэотиро.вания с применением аммиака, заключающийся в изотермической выдержке изделий в интервале температур 450-600 С о в токе аммиака в течение 1,5-60 ч (1).

Недостатками является длит .льность технологического процесса, изменение геометрических параметров и связанная с этим окончательная механическая обработка. 15

Наиболее близким к предлагаемому является способ химико-.термической обработки при 450-600 С в аммиачной среде, при котором в конце выдержки за 9,1-3,0 ч подают нитроцементую- . 20 щую смесь, содержащую 50Ъ аммиака +

+ 50Ъ природного газа (2).

Однако известный способ не позволяет достичь желаемых результатов по износостойкости. 25

Цель изобретения — повышение иэносостойкости и пластичности обрабатываемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе химико-термической об- 30 работки, включающем нагрев до 450600 С и иэотермическую выдержку сначала в аммиачной среде, затем в конце выдержки в течение 0,1-3,0 ч в нитроцементующей среде, в качестве нитроцементующей среды используют смесь, содержащую 50Ъ аммиака и 50Ъ продуктов разложения мочевины.

Мочевина при нагревании разлагается с образованием атомарного азота и углерода, которые диффундируют в поверхность обрабатываемых изделий. Азотистая -фаза, получающаяся при азотировании только аммиаком, особенно при выделении избыточной -фазы, обладает большой хрупкостью. Введение углеродсодержащих компонентов приводит к повышению пластичности поверхностной эоны и ее эксплуатационных свойств. Добавление мочевины за счет появления активного углерода в газово. среде предотвращает пересыщение повер: ностного слоя азотом и устраняет хруп кость нитридной зоны, углерод практически не растворяется в диффузионном подслое, а участвует в формировании поверхностной карбонитридной зоны.

Выделяющийся в процессе разложения мочевины активный атомарный азот при876784

Кр Стойкость инструмента, мин +

Износ

Глубина, Ударн ая ц г вязкость, t3y

Поверхностная твердость, Нитриды

Концентрация

МО1Е ВИны

Карбонитриды но

100

0,95 680

0,9 720

1 700

0,015

0,015

0,015

1050 220 1,5

1150 . 250 2

1100 250 1,9

0,8

135, 0,5

11.5

0,1

%

Стойкость инструментов в мин при точении Ст. 40Х (32НРС) проходными резцами (16x16) по режиму 5 X t (0,2x2).! водит к снижению красностойкости и износостойкости обрабатываемых иэделий.

На основании данных, приведенных в 35 в табл. 1, видно, что уменьшение количества мочевины ниже 50Ъ приводит в основном к образованию нитридов, а при увеличении ) 50Ъ матрица а -твер- дого раствора представлена практи- 4р чески одними карбонитридами, что приСравнительные данные по обработке известным и предлагаемым способами приведены в табл. 2.

Таблица 2

Способ упрочнения

Глубина слоя, мм

По известному (NH + эндогаз) (ИН + триэтаноламин ) 0,015 1150

0,015 1130

190 1,2 1,4

115

700

190 1,2

1,4 680

105

По предлагаеСКОМУ

0,015 1130

250 2

0,9 720

135

Азотирование только аммиаком

1050

180 1, 0 0,6 690

Формула изобретения

Таким образом, обработка предлагаемым способом позволяет в 1,5 раза повысить пластичность и износостойкость обрабатываемых иэделий.

Способ химико-термической обра65 ботки стальных изделий, включающий водит к значительной интенсификации процесса.

Подача мочевины и время выдержки выбираются.в зависимости от объема печи и марки обрабатываемых материалов.

Пример 1. В печь Ц-25, нагретую до 450 С, загружают режущий инструмент из стали Р6М5, нагревают в токе аммиака до 540-550 С, затем проводят иэотермическую выдержку в течение 10 мин и подают в рабочее пространство мочевину со скоростью

0,35 кг/ч в течение 0,2 ч. В результате обработки получают глубину слоя

0,01-0,04 мм с поверхностной твердостью 72 НРС.

Пример 2. В печь ОКЬ-3018, нагретую до 450 С, загружают детали из стали 38ХМЮА, нагревают в токе аммиака до 570-580 С, проводят изотер о мическую выдержку в течение 1 ч, затем подают в рабочее пространство печи мочевину со скоростью 3,5 кг/ч в течение 3-х ч. В результате обработки получают глубину слоя 0,180,2 мм, поверхностную твердость

) 60 HRC.

Физико-механические технологические и эксплуатационные свойства стали

Р6М5 после упрочнения по двухступенчатому режиму в зависимости от концентрации мочевины в смеси с амми15 аком представлены в табл. 1.

Таблица1 бинг K износ Kp58 cTQAKoc Tb. мин

876784

Составитель Л. SvpJlHHoBct

Техред A.Áàáèíåö Корректор М. Коста

Редактор М. Ткач

Заказ 9523/36 Тираж 1051 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 нагрев до 450-600 С и изотермическую выдержку сначала в аммиачной среде, затем в конце выдержки в течение

0,1-3,0 ч в нитроцементующей среде, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и пластичности обрабатываемых изделий, в качестве нитроцементующей среды используют смесь, содержащую 50% аммиа- ка и 50% продуктов разложения мочевины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лахтин Ю.М. Азотирование стали.

"Машиностроение"., 1976, с. 53.

2. Авторское свидетельство СССР

9 475427, кл. С 23 С 11/16, 1974.