Способ цементации конструкционных сталей

Способ цементации конструкционных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л.С.Ляхович, С.Э.Розенберг, В.К.Терехов, В

В.Ф.Усов, Л.И.Вайсман, К.С.Будровский и В.

{72) Авторы нзобретения (71) Заявмтель (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ

СТАЛЕЙ

Изобретение относится к химико-тер мической обработке металлов, в частности к процессам газовой цементации конструкционных сталей.

Известен способ химико-термической обработки, использующий четыреххлористый углерод я качестве активатора процесса (1 l.

К недостаткам этого способа химико-термической обработки относится: невозможность применения концентра10 ции четыреххлористого углерода в пределах 1-54 для процессов, не требующих дополнительного разложения активных составляющих среды, например цементаЦии конструкционных сталей, так как обычно в печной камере имеется избыток углерода, выделяющийся в виде сажи и увеличивающий длительность науглероживания, постоянная подача в печь четыреххлористого углерода в пределах 1-5 вызывает разрушение поверхности конструкционных сталей, образование на поверхности обезуглероженной эоны и сниже" ние твердости цементованного слоя, наличие высокоактивного парообразного четыреххлористого углерода не только в насыщающей камере, но и во вспомогательных узлах и трубах приводят к быстрому выходу их из строя.

Наиболее близким к предлагаемому является способ цементации сталей при

980-1000 C в течение 10-15 ч в атмосфере синтина, включающий продув" ку перед цементацией смесью иэ четыреххлористого углерода и аргона в соотношении 0,25-. 100 в течение 0,20,3 ч и в конце каждого часа (23.

Однако постоянное применение газообразного четыреххлористого углерода вызывает преждевременный выход иэ строя регулирующих и подающих узлов оборудования (ротаметры, краны и т.ll,); использование аргона в качестве носителя четнреххлористо7 4 тем в печь подается синтин и выполняется обычная цементация на заданную толщину слоя.

Способ позволяет ускорить процесс цементации по сравнению с прототипом в 2,5 раза при наличии высокой твердости поверхности. Применение жидких, составляющих активизирующей смеси исключает разруаения чатыреххлористым углеродом деталей и узлов оборудования, позволяет предварительно составить карбюризатор нумной концентрации без применения специальных приборов.

Пример. Для определения влияния дозированного четыреххлористого углерода на скорость хииико-термической обработки проводят цементацию деталей из стали 2583 в печи Ц-105.

На время прогрева деталей до теипературы цементации 1,т.е. в течение 1 ч в печь гюдавали активизирующую смесь в количестве 100-120 к/мин, содержащую четыреххлористый углерод в син,тине в следующеи соотношении, вес.3:

0,2, 0,5 и 6,8.

При достижении температуры цементации (920-930оС с помон|ью дегазации проводят замену печной атмосфе" ры с четыреххлористым углеродом на цеиентируецую. Для дегазации исгюльзуют инжекционное устройство, сов;дающее разряжение в печи до 400 им вод.ст. Время дегазации 10 иин. Цементирующая атмосфера создавалась гюсле дегаэации эа счет подачи синтина в количестве 180-200 к/мин.

3 93180 го углерода усложняет доэированне и приготовление смеси.

Цель изобретения - интенсификация процесса химико-термической обработки, например цементации, при одновременном повыаении долговечности оборудования.

Указанная цель достигается тем, что в рабочее пространство печи в процессе нагрева деталей до темпе- 10 ратуры насыщения предварительно вводят синтии с дозированныи четыреххлористыи углеродом с последующей дегаэацией отработанных реагентов и заменой их на синтии. И

Жидкий четыреххлористый углерод растворяется в жидком карбюризаторе со следующим соотно|иением компонентов, вес.Ф:

-с

Четыреххлористый 26 углерод 0,2-0,8

Синтии Остальное

Кроме того, дегазацию осуществляют созданиеи в печи разряжения до

400 им вод.ст. 2$

Ускорение цеиентации достигается за счет совмещения нагрева деталей до рабочей теипературы с активиэа» цией их поверхностей четыреххлорис» тыи углеродом. После загрузки дета- зв лей в реакционную зону. печи и включения принудительной. циркуляции печной атмосферы через капельницу подается активизирующая смесь, состоящая иэ синтина и четыреххлористого углерода со следующим соотношением коипонентов, вес.Ф:

Четыреххлористый углерод 0,2" 0,8

Синтии Остальное

Высокая температура вызывает. диссоциацию компонентов активизирующей сиеси с образованиеи защитной цемен:тирующей атмосферы. Активные атомы хлора очищают,. растравливают поверхность детали, увеличивают площадь взаимодействия иеталла с атомами уг.лерода, ускоряя, таким образом, сорбциониые процессы. При достижении температуры цементации прекращается подача активизирующей смеси и проводится дегазация печного пространства любым известным сгюсобом. Вслед эа

Уиеньвение количества четыреххлористого углерода ниже 0,2 вес.3 замедляет скорость цеиентации.

Увеличение четыреххлористого углерода сверх 0,8 вес.Ф вызывает образование участков с обезуглерожейной noseрхыостью.

Предлагаемый способ позволяет ускорить процесс насыщения в 2,5 раза по сравнению с цементацией при постоянной подаче в печь дозированного четыреххлористого углерода.

В таблице представлены результаты цементации. известным и предлагаемым сгюсобами.

931807

Показатели

Способ

Количество CCl в карбюризаторе, вес

Общее время цементации, ч

Температура цементации,оС

Толщина цементованного слоя, мм

Твердость поверхности после закалки и низкого отпуска

58-52 60-62 60-62 59-62

Составитель Н. Шепит ько

Редактор С.Юско Техред И. Надь . Корректор В.Синицкая

Заказ 3672/35 Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Посква, N-35, Рауаская наб, д.4/5

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

Формула изобретения

1. Способ цементации конструкционных сталей в атмосфере синтина .при температуре насыщения, включающий .предварительную обработку деталей в среде, содержащем четыреххлористый углерод, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса, предварительную обработ" ку ведут до температуры насыщения

920-930оС в среде синтина с добавле" нием четыреххлористого углерода, после чего производят дегазацию обработанных реагентов и замену их на синтии, 1

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что предварительную

° ЮЮO известный предлагаемый

0,25" 100 О, 2 0,5 0,8

10 15 4 4 4

980-1000 920-930 920-930 920-930

0,9-1,1 1,3-1,5 1,4-1,5 1,4-1,5 обработку ведут в среде, содержащей

:вес.Ф:

Четыреххлористый углерод 0,2-0,8

Синтии Остальное

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю. шийся тем, что дегазацию .осуществ ляют созданием в печи разрежения до

400 мм вод ст.

° Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t. Авторское свидетельство СССР

З© по заявке и 2604471/02) кл. С 23 С 11/10; 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2827104/22-02, . С 23 С 11/18е 1979.