Способ азотирования в псевдоожиженном слое

 

Использование: изобретение относится к химико-термической обработке и может быть применено в машиностроении для упрочнения широкой номенклатуры деталей машин и инструмента. Азотирование проводят в псевдоожиженном слое, содержащем окись меди 0,05 - 1 мас. % , хлористый аммоний 0,05 - 0,1 мас. % , корунд 98,9 - 99,9 в азотируемой атмосфере с выдержкой 5 - 15 мин в процессе нагрева при 350 - 450С. 1 табл.

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к азотированию деталей и инструмента в газовых средах с активным азотом, полученным при диссоциации аммиака и может быть применено для упрочнения широкой номенклатуры деталей машин и инструмента.

Известен способ азотирования, включающий нагрев и выдержку деталей в азотирующей атмосфере, в которой перед нагревом на деталь наносят противоводородное защитное покрытие толщиной 3-30 мкм.

Целью изобретения является сокращение времени обработки деталей предотвращение обезуглероживания и охрупчивания азотируемых поверхностей.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу азотирования в псевдоожиженном слое, включающему нагрев и выдержку деталей в азотирующей атмосфере, в процессе нагрева при температуре 350-450^оС производят выдержку 5-15 мин, а нагрев под азотирование осуществляют в насыщающей смеси, содержащей окись меди, хлористый аммоний и корунд при следующем соотношении компонентов, мас. % : Окись меди 0,05-1 Хлористый аммоний 0,05-0,1 Корунд 98,9-99,9 Выдержка 5-15 мин при 350-450^оС позволяет получить на поверхности изделий качественный плотный слой меди, выполняющий роль газового фильтра, защищающего поверхность изделия от наводораживания.

При температуре выдержки ниже 350^оС окись меди восстанавливается не полностью и при дальнейшем нагреве до температур азотирования на поверхности изделия образуется пористый слой меди, который не выполняет роль газового фильтра. При температуре выдержки выше 450^оС на поверхности изделий образуется пористый медненный слой.

При времени выдержки менее 5 мин при 350-450^оС окись меди восстанавливается не полностью, что приводит при дальнейшем нагреве к образованию пористого слоя меди на поверхности изделий. Время выдержки более 15 мин нецелесообразно, так как за время 5-15 мин восстановление окиси меди происходит полностью.

Присутствие в составе насыщающей смеси окиси меди позволяет получать активные атомы меди за счет химических реакций между компонентами смеси. В результате химических реакций в смеси на поверхности изделий образуется медненный слой толщиной 3-30 мкм позволяющий защитить поверхность изделий от наводораживания.

Введение в состав смеси окиси меди менее 0,05 мас. % не позволяет получить на поверхности изделия слой меди толщиной 3 мкм, что приводит к потере защитных свойств покрытия. Увеличение содержания окиси меди более 1 мас. % в смеси нецелесообразно с целью экономии материала.

Хлористый аммоний вводится как активирующая добавка, позволяющая восстановить окись меди, и создает условия для более благоприятного протекания процессов адсорбции и диффузии атомов меди.

Уменьшение содержания хлористого аммония менее 0,05 мас. % приводит к нестабильности протекания процесса восстановления окиси меди и к образованию некачественного покрытия из меди, незащищающее от наводораживания. Увеличение его содержания выше 0,1 мас. % нецелесообразно с целью экономии материала.

Корунд вводится в состав смеси для создания кипящего слоя.

П р и м е р. Образцы из стали Р6М5 подвергают азотированию в псевдоожиженном слое предлагаемым способом при температуре 520^оС в течение 1 ч.

Результаты металлографических исследований приведены в таблице.

Из приведенных данных следует, что азотирование стали Р6М5 предлагаемым способом по сравнению с известным позволяет сократить время обработки в азотирующей атмосфере в 2 раза. (56) Авторское свидетельство СССР N 945245, кл. C 23 C 8/24, 1982.

Формула изобретения

СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ, включающий нагрев и выдержку деталей в азотирующей атмосфере, отличающийся тем, что в процессе нагрева при 350 - 450^oС проводят выдержку 5 - 15 мин, а нагрев под азотирование осуществляют в насыщающей смеси, содержащей окись меди, хлористый аммоний и корунд, при следующем соотношении компонентов, мас. % : Окись меди 0,05 - 1,0 Хлористый аммоний 0,05 - 0,1 Корунд 98,9 - 99,9

РИСУНКИ

Рисунок 1