Способ химико-термической обработки

Способ химико-термической обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ю. М. Лантвн, Я. Д. Коган, Б. И. Чванно, Б. g Горяева, Б. С. Поспелов, Б. М. Гурдюмов и Г. М. П икарпов

Московский автомобильно-дорожный институт и Ьолжское объединение по производству легковых автомобилей (72) Авторы изобретения с (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к процессам азотирования чугуна в плазме тлеющего разряда.

Известны способы химико«термической обработки чугуна и в частности его азотирования в тлеющем разряде, заключающийся в нагреве, выдержке при постоянной температуре и охлаждении в плазме аммиака $1)

Недостатком этого способа является то, что давление газа ие оптимизируется в связи с температурой насыщения для интенсифицирования. процесса аэотирования чугуна.

Наиболее близким к нредлагаемому техническим реиюнием является способ азотирования, который представляет сс» бой процесс насыщения азотом стали в плазме тлеющего разряда аммиачной атмосферы, состоящий иэ нагрева, изотермической выдержки ири оптимальном давлении и охлаждения (23 .

Однако способ не предусматривает изменение, оптимизапию давления в aaasсимости от температуры в процессе нагрева и охлаждений Таким образом, способ не учитывает особенности аэотиро вания промышленных садок большой маосы, когда необходимо оптимизировать давление при нагреве и охлаждении, так как для них характерна большая длительность нагрева н охлаждения, зачастую превьпнаюшая длительность иэотермической выдержки. Кроме того, способ не учитывает необходимости оптимизации давления при нагреве и охлаждении про- мышленжах изделий со сложной конфигурацией (так же требующих замедленного нагрева и охлаждения).

Бель изобретения — интенсификапия формирования азотированного слоя.

Укаэанная пель достигается тем, что

20 при нагреве в интервале температур

500-700 С непрерывно повышают давление газа от 1 до 7 мм рт. ст., а при охлаждении уменьшают давление газа отi

325

3 008

7 до 1 мм рт. ст. При этом давление аммиака при нагреве, нэотермической выдержке и охлаждении опредеппот по формуле:

P 339 - 1,74 t + 0,2S38 10 — О, 160777 .10"

Предлагаемый способ осушествляется следующим образом.

Аэотируемое иэделие в рабочем кон тейнере является катодом, а сама камера анодом. Воздух иэ рабочего объема ,контейнера откачивается до 5410" мм рт. ст. После чего камера продувается аммиаком 10 мин при давлении 10 мм рт. ст. Затем гаэ из камеры откачивается до 0,3 мм рт. ст. На электроды нодается напряжение 1000 В, при котором

10-15 мин проводится стадия катодного раснылення для очистки поверхности иэделия. По окончании этой стадии напряжение уменьшается 100 В„а. давление увеличивается до 1,0 мм рт. ст. Затем напряжение плавно увеличивается, и температура растет до 500 С. При достижении этой температуры давление поднимается в соответствии с дальнейшим ростом температуры по укаэанной формуле.

Причем задание необходимого давления может проводиться вручную через равные промежутки времени и автоматически непрерывно. По достижении темпера1Э туры и давления изотермической- выдержки изменение параметров прекращается.

Изделие выдерживается в этих условиях необходимое время, а затем начинается охлаждение с одновременным уменьшением давления по этой же формуле. Ниже температуры 500 С давление изменяется о произвольно.

Примеры аэотирования, глубина аэотироваиного слоя по предлагаемому и известному способам в зависимости от технологических параметров приведены s таблипе.

905328 8 ео Формула изобретения

Таким образом, технико-економич кнй эффект, получаемый от использования данного способа, заключается в ускорении процесса азотироваиня и сокращении его длительности. Что подтверждается - 5 актом испытанйй, которые были проведены на кафедре металловедения МАДИ

Формула изменения давления в зависимости от температуры получена на основании анализа экспериментальных данных.

Последние показывают, что максимальная

Глубин& аэотированного слоя достигается при строго определенном значении давления аммиака, оптимальном для данной температуры изотермической выдержки.

При 500оС оптимальное давление равно

1,0 мм рт. ст.; при 560 С - 2,0 мм рт. ст.; при 630 С вЂ” 5,0 мм рт. ст.; при 700 С - 7 мм рт. ст. го

Пользуясь методом наименьших квадратов, выводят формулу представляющую собой корреляционную зависимость оптимального давления аммиака от температуры. Применение данной формулы для задании значений давлении газа при нагреве до температуры выдержки и при охлаждении после нее показывает значитель ную эффективность, что отражено в данных, представленных в таблице. Причем выбор оптимального давления для изотермической выдержки осуществляется по той же формуле.

Способ химико-термической обработки, включакцпий нагрев, изотермическую вы» держку и охлаждение изделий в тлеющем разряде в атмосфере аммиака, о т л ич а ю m и и с я тем, что, с целью интенсификации формирования азотированно

ro слоя, при нагреве в интервале температур 500-700оС непрерывно повышают давление аршака от 1 до 7 мм рт. ст., а при охлаждении давление снижают с 7 до 1 мм рт. ст., при этом давление аммиака при нагреве, изотермической выдержке и охлаждении определяют по формуле:

Р= К„- к + К - кд,, где К,,- 339

К 1- 1,74;

К - 0,2938 10

Q- 0,160777 10 — температура, о С р - искомое давление, мм рт. ст.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лахтин Ю. М. и др. Азотирование высокопрочного чугуна в тлеющем разряде. Металловедение и термическая обработка металлов. 1964, М 3, с. 37-41.

2. Бутенко О. И. и"др. Исследование тлеющего разряда для химико-термической обработки. Митом, М 3, 1967, с. 7-10.

Составитель E. Перекатова

Редактор В. Бобков Техред С.Мигунова Корректор М. Пожо

Заказ 296/40 Тираж 1048 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

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