Способ газового азотирования деталей из инструментальных сталей

Способ газового азотирования деталей из инструментальных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

8) г, t

Л.А.Мигачева, Б.Ф.Трахтенберг, Е.А.Якубович и М.С.Кенис

1 ) М -с р

° Е:».:1 i!:.:Ë с,:.. . (72) Авторы мзобретення

Бйг " 1С., ГБ » * . е (71) Заввнтель (54) СПОСОБ ГАЗОВОГО АЗОТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ

ИЗ ИястГУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к способам химико-термической упрочняющей обра- ботки инструментальных сталей, преимущественно штампового назначения.

По основному авт. св. В 775175 известен способ газового азотировання деталей из инструментальных сталей. Этот способ включает нагрев до температуры насыщения, выдержку при этой температуре в насыщакщей среде H последующую выдервжу в среде инертного газа. Выдержку в насыщакицей среде ведут 30-60 мин, а в инертной атмосфере 20-40 мин при температуре на 100-150 С выше температуры насыщения. Выдержки в насыщакицей среде и инертном газе последовательно повторяют 2-5 раэ и заканчивают обработку в насыщающей атмосфере (1);

Известный способ способствует увеличению глубины азотированного слоя однако в принципе не исклю2 чает образования хрупкой 8-фазы на этапе завершакшвюх выдержек. в насыцающей среде. Несмотря на то, что в процессе повторных выдержек (25 pas) нитридная сетка из Я- и

В -фаз дробится, наличие их ухудшает качество азотированного слоя.

Образование с-фазы даже в небольmoM количестве резко тормозит диффузию азота и препятствует увеличению глубины упрочненного слоя, т.е. воэможности способа реализуются не полностью. Известный способ не создает условий для интенсификации процесса азотировання, так

15 как не указывает оптимального соотношения длительностей повторяющихся выдержек в насыщаюцей и инертной среде. В частности, при использовании способа нельзя решить задачу создания упрочненного слоя максимальной глубины эа наиболее короткое время без снижения качества слоя.

3 901354

Цель изобретения — интенсификация процесса азотирования и повышение качества азотированного слоя.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе газового азотирования деталей из инструментальных сталей выдержки в насыщающей среде и инертном газе ведут с последовательным уменьшением длительности, причем соотношение между длительностью после- III дующей и предыдущей выдержки под держивают в пределах 0,5-0,85.

На этапе первой выдержки в насыщающей среде при температуре азотирования 580 С образуется слой иена- Is сыщенного * -раствора, толщина которого увеличивается во времени.

Верхний предел времени насыщения выбирается из условия образования на поверхности хрупкой с-фазы, появление которой резко тормозит диффузию азота. Степень насыщения 4 -раствора азотом возрастает в период первой выдержки, -поэтому длительность последующих выдержек следует уменьшить.2з

В противном случае, т.е. при сохранении равных длительностей выдержек, возможно возрастание степени концентрации азота в с4 -растворе до величины, соответствующей появлению фазы. Кроме того, повышение содержания азота в слое способствует сохранению остаточного аустенита после закалки, что также снижает качество слоя.

Каждую выдержку в насыщающей среде ведут в течение 30-б0 мин и повторяют выдержки 2-5 раз.

Если соотношения длительностей последующей и предыдущей выдержки меньше 0 5 то интенсивность азотирования снижается и за 2-5 выдержек не удается достичь желаемой глубины азотированного слоя, т.е. 0,25-

0,30 мм. Если же длительность последующей выдержки снижается незначительно и соотношение длительностей поддерживается выше 0,85, то это приводит к ухудшению качесТва (снижение микротвердости) азотированного слоя

SO эа счет появления -фазы.

Изменение длительности выдержки в инертной среде в известных пределах практически не влияет на глубину аэотированного слоя и микротвердость, поэтому целесообразно выдержки в инертной среде вести с постоянной длительностью.

Пример. Плоские образцы из стали 4ХЗВМФ подвергают обработке в среде аммиака и аргона в шахтной печи типа СШОЛ. Азотирование проводят при 580 С. После замены насыщающей среды аргоном температуру повышают до 680 С и выдерживают образцы

20 мин. Выдержки в среде насьпцающего и инертного газов повторяют 2-3 раза. Процесс кончают в насыщающей атмосфере и охлаждают образцы вместе с печью до 200 С. Обработку повторяют на аналогичных образцах 3 раза, при этом соотношение длительностей последующей и предыдущей выдержками поддерживают последовательно

0,4-0,8-0,9. Одновременно проводят обработку образцов по известному способу.

Результаты сравнительного исследования приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает максимальное значение глубины азотированного слоя 0,325 мл и поверхностной микротвердости 1000-1100 кгс/ям, если соотношение длительностей последующей и предыдущей выдержек в ыас пцающей среде составляет 0,8, т.е. находится в пределах 0,5-0,85. При невыполнении этого условия снижается глубина азотированного слоя до

0,178 мм и ухудшается его качество1 так как поверхностная микротвердость падает до 950 кгс/мм2 .

Таким образом, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс азотирования в 1,5 раза, т.е. достичь большей глубины азотированного слоя без увеличения длительности процесса. Глубина слоя возра-. стает на 127 по сравнению с известным способом, при этом время азотирования составляет 120-122 мин.

Предлагаемый способ позволяет также сократить общее время выдержки в насыщающей среде, необходимое для получения азотированного слоя заданной толщины. По известному способу для получения слоя толщиной

0,285 мм требуется трехкратная выдержка в аммиаке длительностью 40 мин, т,е. 120 мин. При использовании предлагаемого способа толщина слоя

0,285 мм достигается двумя выдержками длительностью 50 и 35 мин, т.е. общее время азотирования сокращается на 307.

901354

По предлагаемо" 2 му способу 3

О,!78

50-20 0,4

50-40-32 0,8

40-36-32 0,9

50 35 О 7

950

0,325 1000-1!00

0 235 950-980.

20

1000-1100

О, 285

По из- вестному способу 3

0,285 950-1000

1,0

Формула изобретения

Составитель Л.Бурлинова

Редактор С.Тараненко Техред Т. Маточка

Корректор А.Гриценко

Подписное

Заказ 12309/27 Тираж 1048

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Способ газового азотирования деталей из инструментальных сталей по авт. св. У 775175, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и улучшения физико-механических характеристик диффузионного слоя, выдержки в насыщающей среде ведут с последовательным уменьшением длительности, причем соотношение между длительностью последующей и предыдущей выдержки составляет 0,5-0,85.

36

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 775175, кл. С 23 С 11/16, 1978.