Способ азотирования деталей

 

Сущность изобретения: детали из наследственно-мелкозернистых сталей подвергают закалке токами высокой частоты, объемной закалке, высокому отпуску, механической обработке и азотированию на глубину не более глубины поверхностного закаленного слоя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4887500/02 (22) 03.12.90 (46) 23.10.92. Бюл. ¹ 39 (71) Научно-исследовательский институт специального машиностроения при МГТУ им. Н,Э. Баумана (72) С.А.Герасимов, С.Д.Карпухин, Э,А.Елисеев и А.В.Некрасов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1574649, кл. С 21 D 1/78, 1988.

Изобретение относится к химико-термической обработки и может быть использо. вано для азотирования деталей преимущественно из наследственно-мелкозернистых сталей, работающих в условиях высоких контактных и изгибных нагрузок, в частности зубчатых колес редукторов.

Известен способ низкотемпературного азотирования (ниже, температуры фазовых превращений "- 600 С) деталей. заключающийся в индукционном нагреве с одновременной подачей азота или углеродсодержащих газов. Однако получающиеся азотировэнные или цианированные слои настолько малы, что использование способа не повышает долговечность и выносливость деталей по сравнению с обычным газовым азотированием.

Известно сочетание химико-термической обработки и нагрева токами высокой частоты, при котором закалку ТВЧ используют после цианирования. Однако, в данном способе, во-первых, закалка ТВЧ применяется после химико-термической обработки, во-вторых, закалка ТВЧ непосредственно формирует свойства цианированного слоя за счет создания мартенситной структуры, что ведет к значитель. Ж 1770445 А1 (я)5 С 23 С 8/26, С 21 О 1/78 (54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ (57) Сущность изобретения: детали из наследственно-мелкозернистых сталей подвергают закалке токами высокой частоты, объемной закалке, высокому отпуску, механической обработке и азотированию на глубину не более глубины поверхностного закаленного слоя. ным объемным деформациям и не соответствует механизму формирования свойств азотированного слоя при низкотемператур- ном азотировании.

Наиболее близким к изобретению явля- а ется способ азотирования деталей из легированных сталей, заключающийся в обьемной закалке, поверхностной закалке токами высокой частоты, высоком отпуске, механической обработке и азотировании на глубину не более глубины поверхностного закаленного слоя. Недостатком данного способа азотирования является образование неравномерности структуры и механических свойств между зоной подвергшейся с поверхностной закалке ТВЧ и сердцевиной С1 детали. Указанная неравномерность образуется в результате поверхностной закалки

ТВЧ, так как существует градиент температур: от температуры закалки на поверхности детали до комнатной температуры в сердцевине.

Цель изобретения — повышение долговечности и выносливости аэотированных деталей.

Поставленная цель достигается тем, что приводят поверхностную закалку токами высокой частоты и получают в закаленной

1770445

Составитель И.Дашкова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор A.Козориз

Редактор

Заказ 3717 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.f агарина, 101 области мелкое зерно 11-12 балла. После поверхностной закалки ТВЧ проводят объемную закалку и высокий отпуск, что приводит к устранению неравномерности структуры и механических свойств по всему сечению детали. При этом сохраняется размер зерна у наследственно-мелкозернистых сталей, полученный ранее при поверхностной закалке ТВЧ, за счет явления структурной наследственности, Выполнение йоверхностной закалки ТВЧ перед объемной закалкой позволяет устранить неравномерность структуры по сечению детали и повысить выносливость и долговечность аэотированием детали.

Способ выполняется следующим обра. зом.

По предлагаемой технологии обрабатываются цилиндрические зубчатые колеса модулем 4 мм, шириной венца 10 мм, числом зубьев 35, коэффициентом коррекции О, с припуском 0,3 мм на сторону зуба под чистовую механическую обработку, изготовленные из малоуглеродистой наследственно-мелкозернистой низколегированной стали 10ХЗГ2М ЮФТ.

Колеса проходят поверхностную закалку ТВЧ на установке ЛГ1 — 67, объемную закалку и высокий отпуск в печи ПН вЂ” 35. После этого колеса подвергают чистовой механической обработке и газовому азотированию в печи США — 6,5,22.10/6. Зубчатые колеса подвергают поверхностной закалке ТВЧ по контуру зуба по режиму; время нагрева 8+1 с; температура закалки 850...930:С; среда охлаждения — масло. Настройка генератора

ЛГ1-67: анодное напряжение 9,0 кВ; анодный ток 3,0 А; напряжение контура 4,5 кВ; сеточный ток 0,6 А. Глубина закаленного слоя ТВЧ составляет 1,2-1,4 мм.

После этого зубчатые колеса подвергао ют объемной закалке с температуры 850 С

5 в масло и высокому отпуску при температуо ре 600 С в течение 2 ч. После чистовой механической обработки колеса подвергают газовому азотированию по режиму: темпео ратура азотирования 550 С; время азотиро10 вания 50 ч; степень диссоциации аммиака

40 — 557.

Колеса, обработанные по предлагаемой технологии, имеют глубину азотированного слоя 0,65 мм. Под азотированным слоем «о15 леса имеют одинаковую твердость НВСэ 37, Зубчатые колеса из стали 10ХЗГ2МЮФТ, обработанные по технологии прототипа и предлагаемой технологии азотирования были испытаны на изгибную прочность, Пре20 дел изгибной выносливости колес, обработанных по известной технологии 432

МПа по предлагаемой технологии — 620

МПа, .Формула изобретения

25 Способ азотирования деталей преимущественно из наследственно-мелкозернистых сталей, включающий объемную закалку, поверхностную закалку токами высокой частоты, высокий отпуск, механйче30 скую обработку и азотирование на глубину не более глубины поверхностного закаленногослоя, отличающийся тем,что, с целью повышения выносливости и долговечности деталей путем устранения нерав35 номерности структуры и механических свойств при сохранении мелкого зерна, поверхностную закалку токами высокой частоты проводят перед объемной закалкой.