Способ азотирования

Способ азотирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 945244

Союз Советскик

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.06.80 (2 I ) 2936619/22 02 с присоединением заявки И (51)М. Кл.

С 23 С 11/14

С 23 С 11/18 5З) УДК 621.785. .532 (088.8) 1Ьаударстаенлый каннтет

СССР ао делан изобретений и открытий (28) Приоритет

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (72) Авторы изобретения

Э. Ш. Суходрев, Е. И. Понкратин, Л. P. Дудецкая!, Г. В. Дегтярев и В. К. Игнатов и

Физико — технический институт АН Белорусской СР (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частное- ти, к азотированию. !

Известны, способы азотирования, при которых изделия нагревают, выдерживают в насы5 щающем газе, затем охлаждают в токе насыщающего газа.

Недостатком этих способов является образование на поверхности изделий хрупкого высоконитридного слоя, а также повышенный расход газа (1).

Для сокрашения длительности процесса применяют двойной режим азотирования. Однако при этом не устраняется полностью образование хрупкого высоконитридного слоя, а расход газа остается значительным.

Для. снижения хрупкости азотированного слоя при окончании процесса азотирования аммиак вытесняют аргоном (2), а для устранения - фазы и сокращения расхода го аммиака газ подают порциями (3).

При всех указанных способах азотирования расход газа остается значительным, а регулирование процесса затруднено.

Известен спосоЬ оораоотки поверхности стали, при котором стальные изделия обрабатывают в смеси насыщающих газов при 500—

600 С в течение 0,5 — 3 ч, выдерживают от 6 до 120 с на воздухе до -образования на поверхности пленки из Fe>O<, после чего охлаждают до комнатной температуры (4).

Недостатком указанного способа является высокий расход насыщаюшего газа, так как длительность его подачи превышает 93% от общей продолжительности процесса, протекающего при повышенной температуре. Кроме того, малая длительность выдержки на воздухе при высокой температуре не позволяет устранить образование хрупкой высоконитридной зоны.

Целью изобретения является снижение расхода насыщающего газа и устранение хрупкости азотированного слоя..

Поставленная цель достигается тем, что в способе азотирования металлических изделий, включающем нагрев до температуры азотирования, выдержку в насышаюшем газе, выдержку в окиспитспьной атмосфере и охлаждение, 945244 выдержку в окислительной атмосфере проводят при 620 — 750 С, а охлаждение осуществляют до температуры азотирования с последующей выдержкой при этой температуре. В процессе выдержки в насьпцающем газе после образования высоконитридной зоны через определенный промежуток времени, составляю. щий 20 — 90% от общей длительности выдержки при температуре насыщения, подачу газа прекращают „и повышают температуру поверх ности изделия до образования на ней плотной окисной пленки FeqO@+Fe>0q, затем охлаждают поверхность до температуры насыщения и далее ведут процесс диффузионного. рассасывания без подачи насыщающего газа.

При этом поверхность стальных изделий нагревают до 620 — 750 С и, при необходимости (в зависимости от марки стали), производят выдержку до образования окисной пленки, препятствующей выходу азота из поверхности изделия в атмосферу. Это способствует рассасыванию высоконитридной зоны за счет диффузии азота вглубь металла и полностью исключает образование в азотированном слое хрупкой высоконитридной зоны.

Данный процесс применим как для коротких режимов азотирования (до 8-10 ч), так и для длинных (до 60-80 ч). Длительность выдержки в насыщающем газе определяется из условий образования высоконитридной зоны и количества продиффундировавшего в металл азота.

При длительности выдержки в насыщающем газе менее 20% от общей длительности процесса глубина и твердость образующегося азотированного слоя недостаточны, Если же оиа превышает 90% m общей длительности выдержки при температуре насьпцения, то для устранения

S хрупкой высоконитридной зоны необходимо значительное увеличение длительности диффузионного рассасывания, что удлиняет весь процесс азотирования.

Проводят сравниваиие результатов (расход насыщающего газа, глубина диффузионного слоя, наличие хрупкой нитридной фазы на поверхности изделия), полученных при азотировании штамповой стали Ди 23 по предлагаемому способу.и по известному, а также по наиболее распространенному в практике машиностроительных предприятия способу, который принят в качестве базового объекта. Азотирование проводят в печи Ц вЂ” 60, переоборудованной под азотирование.

20 Результаты испытаний приведены в таблице.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемый способ азотирования обеспечивает снижение расхода газа при достиИ женин одинаковой глубины диффузионного слоя примерно в 4 раза, при этом полностью исключается образование на поверхности иэделий хрупкой высоконитридной зоны.

Кроме того, в связи с уменьшением продолжительности активной выдержки в среде насыщающего газа производительность оборудования для аэотирования повышается в 3—

4 раза.

945244 ь

° °

«»

О к

CI3

М

0, Вк

IA о о и,. о„ о о" о„

О

0м

)Я

3 й

О

Я

О

Й ъ

° е щР

«l,О .

1!

81 (И

I

О ф

О Й

° и !

5 8!

Ь Я

I !

Я Ь

CJ ф в я в р сч 5h ф Ф 3 о о e e Ф с)„си е! ф) о о о о" о о д а а

I I I 1 о о о о

1 а сч а

О i iО t о о о о я ю Ф Ф vl . а еч а а а т3 Ф Ф чф 1

С 3 С ) < 3

Составитель Н. Шелитько

Техред Т. Чаточка

Редактор Н. Гунько

Корректор О. Билак

Заказ 5267/37 Тираж 1053

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Подписнос

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

7 945244 8 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я дят в течение 20 — 90% времени общей длитель1. Спосбб азотирования металлических изде- ности выдержки. лий, включающий нагрев до температуры азотирования, выдержку в насыщающем газе, вы- Источники информации, держку в окислительной атмосфере и охлажде- 5 принятые во внимание при экспертизе ние, отличающийся тем, юо,с 1. Лахтин!, 10. М., Коган Я. Д. Аэотированные целью снижения расхода насыщающего газа стали, M., "Машиностроение", 1976. и устранения хрупкости азотированного слоя, «ьщержку в окислительной атмосфере прово- 2. Авторское свидетельство СССР и 516760, дят при 620 — 750 С, а охлаждение осуществля- 19 кл. С 23 С 11/16, 1973. ют до температуры аэотирования с последующей 3. Авторское свидетельство СССР Р 663757, выдержкой при этой температуре. - кл. С 23 С 11/16, 1976.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и о я 4. Патент Японии К 53 — 371, тем, что выдержку в насыщающем газе прово. кл. С 23 С 11/18.