Способ нитроцементации изделий из высоколегированных сталей

 

СО!ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК др 4 С 23 С 8/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j. В /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3522258/22-02 (22) 15.12.82 (46) 23.01.86. Бюл. N - 3 (7.1) Минский конструкторско-технологический экспериментальный институт автомобильной промышленности (72) .М.Ñ.Êðàñíåð, Н.В.Обухова и В.Г.Дыбаль (53) 621.755.51.533(088.8) (56) Электротермическое оборудование для новых видов термической обработки. Сборник. М., 1976, Авторское свидетельство СССР

N - 865973, кл. С 23 С 11/00, 1981. (54)(57) СПОСОБ НИТРОЦЕКЕНТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, . включающий нагрев до 950-1000 С и

„,SU„„3 206334 A выдержку в течение 5,9-6,1 ч в атмосфере природного газа и аммиака, последующую выдержку вначале в атмосфере полностью диссоциированного аммиака в течение 0,9-1,0 ч, затем в атмосфере природного газа и аммиака в течение 2,9-3, 1 часа и подстуживание и выдержку в насыщающей среде, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, путем интенсификации скорости роста концентрации углерода в карбидной зоне при сохранении ее толщины подстужива

Ф о ние осуществляют до 810-830 С, а последующую выдержку проводят в течение 3,9-4,1 ч, при этом в качестве насыщающей атмосферы используют природный газ.

Таблица 1

Нитроцементация в Вьдержка в атмосфере атмосфере природ- полностью диссоцииного газа и аммиа- рованного аммиака

Способ

Выдержка в атмосфере природного газа и аммиака ка

Температура, С

Время, ч

Время, ч

ТемпеТемпера- Время, тура, ч

ОС ратура, ОС

990+ i 0 3

990+ 10 3

990+ 10 3

99C+10 3

990 10

990+ 10

990+10

990+10

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической: обработке, в частности к поверхностному упрочнению высоколегированных сталей нитроцементацией, Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости путем интенсификации скорости роста концентрации углерода в карбидной зоне при сохранении ее толщины.

Понижение температуры подстуживания до 820+10 С приводит к уменьшению скорости отвода углерода из карбидной зоны диффузионного слоя в ниже расположенную часть последнего и тем самым способствует повышению концентрации углерода в карбидной зоне и одновременно препятствует увеличению ее толщины. Дальнейшее понижение температуры нецелесообразно, так как при температуре ниже 820 +10 С резко замедляется процесс диффузии углерода в высоколегированной стали.

Указанное время выдержки является оптимальным для выравнивания концентрации углерода по всей толщине карбидной зоны диффузионного слоя. Применяемая на этом этапе насыщенная атмосфера обладает более высоким углеродным потенциалом, что способствует повышению концентрации углерода в карбидной зоне диффузионного слоя.

Таким образом, изменение температуры выдержки в сторону понижения, изменение времени выдержки и

Извест- 990+10 6 ный 990+10 6

Предла- 990- 10 6 гаемый 990+10 6

1206334 2 изменение насыщающей атмосферы в совокупности позволяют увеличить скорость роста концентрации углерода в карбидной зоне диффузионного слоя по сравнению с известным способом в 2 раза без увеличения толщины последней (табл. 1).

Пример. Образцы, изготовленные из стали марки 5ХЗВЗИФС диа1р метром ф 20 мм и длиной 20 мм помещают в шахтную печь типа Ц-25 наго

Э ретую до 990 +10 С, и выдерживают в течение 6 ч при этой температуре в атмосфере, содержащей 18-197. аммиака и 81-827 природного газа, затем на 1 ч при этой же температуре заменяют указанную атмосферу на атмосферу полностью диссоциированного аммиака, после этого в тече2б ние 3 ч при этой же температуре подают опять атмосферу природного газа и аммиака. Затем заменяют эту атмосферу на атмосферу природного газа, подстуживают изделия вместе о

2 с печью до 820 +10 С и выдерживают при этой температуре в течение

3,9-4,1 ч, после выдержки детали выгружают на воздух.

Результаты, полученные при использовании предлагаемого и известного способов приведены в табл. 1 и 2.

Использование предлагаемого способа,нитроцементации высоколегированных сталей позволяет увеличить

35 эксплуатационную стойкость упрочняемого инструмента на 30-407.

1206334

Продолжение табл.1

Способ

Время, ч

Температура, С

Температура, С

Время, ч

0,45

3 5 0,44

Извест880-10

2,5

4,0 ный

4,2

0,45

4,.

Предла0 45

4,2 гаемый

Таблица 2.Результаты насыщения толщина, карбидной зоны мм

0,45

0,45 концентрация углерода, %

2,5

4,2

Известный способ.

Предлагаемый способ

Режим насыщения

980 С, 6 ч;

18%ЖН4 +

+ 827 СН, 980 С, 6 ч

187. NH

+ 827 СН

1 ст. Серийная

980 С, 1 ч дис. УН>

980 С, 1 ч, дис. НН

II ст.

Матрица из

980 С, 3 ч

187 NH +

+ 82% СН

980 С, 3 ч;

18% NH +

+ 827 СН4 стали Х12М

III ст.

880 С, 2 ч;

187. NH +

+ 82% СН

880 С, 4 ч, СН, подстуживание

4,3

7,5

Стойкость, тыс. шт, ВНИИПИ Заказ 8655/28 Тираж

Подписное

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

Подстуживание и выдержка в атмос. фере природного газа и аммиака

Подстуживание и выдержка в атмосфере природного газа

820+10

820 10

820+10

Толщина карбид-ной зо» ны диффузионного слоя, м, Концентрация уг"лерода в карбидной зоне диффузионного. слоя, Х