Состав для газовой нитроцементации стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного урочнения металлорежущего инструмента. Цель изобретения - интенсификация процесса насыщения и повышение эксплуатационой стойкости. Состав содержит 65-75 мас.% карбамида , 14-19 мас.% сульфаминовокислого никеля и остальное - вода. Состав обеспечивает интенсификацию процесса насыщения в 2- 2,5 раза и повышение эксплуатационной стойкости инструмента в 1,2-1,4 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s С 23 С 8/32

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Д.= ТДР(- ДУУ -Е,ИДЕ--ЕР КТДУ (Рейф-з(ЙС); (FeNI)QCNS);

FeOy, NixOy NixSy. (21) 4739017/02 (22) 11,07.89 (46) 30.11,91. Бюл. № 44 (71) Научно-производственное объединение

"Атомкотломаш" (72) А.П.Семенчук и Ю.И.Крицкий (53) 621.785-51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1142524, кл, С 23 С 8/32, 1985. (54) СОСТАВ ДЛЯ ГАЗОВОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения металлорежущего инструмента, Цель изобретения — интенсификация процесса насыщения и повышение эксплуатационнойй с.i.oéêîñòè.

Состав для газовой нитроцементации стальных изделий содержит карбамид, воду и сульфаминовокислый никель при следующем соотношении компонентов, мас. :

Карбамид 65 — 75

Сульфаминовокислый никель 14-19

Вода Остальное

Состав для нитроцементации готовят, смешивая карбамид (М Н2)г СO (ГОСТ

2081-75) и 557-ный электролит сульфаминовокислого никеля Ni((NHz)SOajz 4Н2О (Ту 609-1032-.75), в указанном соотношении, подогревают в специальном дозаторе до

„„Я „„1694690 А1 ке стальных изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного урочнения металлорежущего инструмента. Цель изобретения - интенсификация процесса насыщения и повышение эксплуатационой стойкости.

Состав содержит 65-75 мас. карбамида, 14 — 19 мас.7ь сульфаминовокислого ни- . келя и остальное — вода. Состав обеспечивает интенсификацию процесса насыщения в 2—

2,5 раза и повышение эксплуатационной стойкости инструмента в 1,2-1,4 раза, 1 табл.

70 — 80 С и в виде капель подают в реакционное пространство печи при 540 — 560 С. При этом происходит процесс пиролиза карба-. мида и разложение сульфаминовокислого никеля, При разложении сульфаминовокислого никеля и карбамида образуются активные атомы азота; углерода и серы, которые, вэа- О имодействуя с железом и никелем на повер- 4 Ьь хности инструмента, образуют фазы: (,Ь (Излучение фазового состава приповерхностных слоев осуществляют путем послойного фазового рентгеноструктурного анализа на дифрактометре ДРОН-002.

В результате разложения карбамида и. сульфаминовокислого никеля образуются аммиак и окись углерода, являющиеся поставщиками атомов С и N.

1694690

300-400 йнз 3Н+ N;

2СΠ— С02+ С.

Образующиеся при разложении сульфиды железа способствуют лучшей прира батываемости поверхностей трения, повышению стойкости инструмента.

Кроме того, при разложении сульфаминовокислого никеля образуются при взаимодействии с обрабатываемыми стальными изделиями сульфиды никеля, окись никеля, карбиды никеля, дополнительно повышающие стойкость инструмента.

Выбор количественного содержания компонентов обусловлен следующим.

Карбамид предназначен для насыщения поверхности деталей атомарным углеродом и азотом:

CO(NH2)2 — -СО + 2N + 2Нр, СО С+ СОг, Оптимальное содержание карбамида рекомендуется в пределах 65 — 75 . Ниже

65 карбамид использовать нецелесообразно, так как уменьшается активность состава карбюриэатора по углероду и азоту„

Увеличение содержания карбамида в составе карбюризатора более 75 также нежелательно, так как при этом уменьшается доля сульфаминовокислого никеля, обеспечивающего насыщение поверхностных слоев металла сульфидами и оксидами железа и никеля, Химические соединения никеля, образующиеся в поверхностном слое, положительно влияют на свойства диффузионного слоя, обеспечивая интенсификацию процесса насыщению и более высокую износостойкость, П р и м е о. Обоазеи 15х15х30 и сверла

Я17,0 по ГОСТ 20696-75, изготовленные из стали Р6М5, подвергают нитроцементации в продуктах пиролиза карбюризатора предлагаемого состава, Перед загрузкой в реторту печи образцы и сверла обезжиривают стандартным водомоющим составом в ультразвуковой установке УЗУ-0,25, В загрузочную емкость капельницы, установленной на печи Ц 60, загружают, мас.;(,: карбамид 70; 55 -ный электролит сульфаминовокислого никеля 30 (16 никеля сульфаминовокислого и 14 воды), нагревают до 70 и в дальнейшем автоматически поддерживают эту температуру, При достижении печью температуры процесса нитроцементации 560 С необходимо загрузить в реторту печи образцы и сверла и после восстановления температу5 ры 560 С включить капельницу.

Подача раствора должна составлять 70100 кап/мин. Время отсчета начала выдержки фиксируют по достижении температуры печи 560 С, выдержка должна составлять 30

10 мин, Давление газов в реторте 40 -60 мм вод.ст. После выдержки подачу раствора прекращают, печь отключают, образцы извлекают из реторты при 250 С, После нитроцементации выполняют от15 пуск при 180 С в течение 1 ч. Результаты насыщения оценивают по глубине, строению и микротвердости диффузионного слоя.

С этой целью используют микротвердомер

ПМТ-3 и микроскоп МИМ-8.

20 Эксплуатационная стойкость представляет собой стойкость металлорежущего инструмента (сверла) к износу по задней . грани, Оценку стойкости проводят по количеству просверленных отверстий.

25 Аналогичным образом готовят пять различных составов и проводят сравнительные испытания образованного слоя на образцах и сверлах.

В таблице представлены результаты

30 сравнительных испытаний предлагаемого и известного составов.

Таким образом, предлагаемый состав для газовой нитроцементации стальных иэделий по сравнению с известным позволяет

35 интенсифицировать процесс насыщения в

2-2,5 раза и повысить эксплуатационную стойкость инструмента в 1,2 — 1,4 раза.

Формула изобретения

Состав для газовой нитроцементации стальных изделий, преимущественно металлорежущего инструмента, содержащий карбамид и воду, отличающийся тем, что, 45 с целью интенсификации процесса насыщения и повышения эксплуатационной стойкости, он дополнительно содержит сульфаминовокислый никель при следующем соотношении компонентов, мас, :

50 Карбамид 65-75

Сул ьфаминовокисл ый никель 14 — 19

Вода Остальное

Составитель Н. Сункина

Редактор М. Петрова Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 4132 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно- издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101