Способ газового азотирования деталей из инструментальных сталей

Иллюстрации

Способ газового азотирования деталей из инструментальных сталей (патент 901354)
Способ газового азотирования деталей из инструментальных сталей (патент 901354)
Способ газового азотирования деталей из инструментальных сталей (патент 901354)
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.