Способ антикоррозионного азотирования деталей, изготовленных из стали 40х

 

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться при массовом выпуске стальных деталей с антикоррозионным азотированием. Задачей изобретения является разработка малодеформационного способа антикоррозионного азотирования, упрощение реализации данного способа, упрочнение деталей и массовый выпуск термообработанных деталей. Данный способ включает упрочняющую термообработку и азотирование, причем полуфабрикат изготавливают с припуском под механическую обработку, выполняют его упрочняющую термообработку путем нормализации, изготавливают опытные детали, затем их азотируют, определяют размеры до и после азотирования, оценивают изменение размеров опытных деталей, а затем изготавливают промышленную партию деталей с учетом изменения размеров опытных деталей и их азотируют. Технический результат данного изобретения заключается в создании надежной технологии упрочнения и антикоррозионной защиты, обеспечивающей малую деформацию, массовый выпуск деталей за счет сокращения времени цикла изготовления. 2 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться при массовом выпуске стальных деталей с антикоррозионным азотированием.

Антикоррозионное азотирование широко применяется в машиностроении. Азотированию подвергаются детали, имеющие окончательные размеры. Толщина антикоррозионного диффузионного слоя обычно равна от нескольких микрометров до десятков мкм. С целью дополнительного упрочнения деталей азотирование заканчивают закалкой с быстрым охлаждением с последующим отпуском: "Металловедение и термическая обработка стали и чугуна". Справочник. М.: Металлургиздат. 1956. С.626.

Этот способ принят за прототип.

Недостатки прототипа: закалка непосредственно в печи азотирования или из печи с быстрым охлаждением затруднительна, при резком охлаждении нарушаются размеры деталей из-за коробления, значительна объемная деформация при закалке сердцевины деталей, которую трудно прогнозировать и учитывать.

Задача изобретения: разработать способ малодеформационный, упрощающий его реализацию, обеспечивающий упрочнение деталей и массовый выпуск термообработанных деталей.

Поставленная задача решается путем замены закалки деталей предварительной нормализацией полуфабриката с последующим антикоррозионным азотированием деталей.

Общие признаки с прототипом: выполняется упрочняющая термообработка и антикоррозионное азотирование. Отличительные признаки: термообработку выполняют путем предварительной нормализации (охлаждение воздухом), дополнительное упрочнение создают азотированием поверхности деталей (сжимающие напряжения диффузионного слоя).

Для реализации способа выполняют операции: 1. Изготавливают полуфабрикат с припуском под механическую обработку.

2. Выполняют нормализацию (твердость 23...30 HRC_э).

3. Изготавливают опытные детали, определяют их размеры, азотируют, снова определяют размеры и оценивают "припухание" (изменение размеров).

4. Изготавливают промышленную партию деталей с учетом "припухания" размеров и азотируют.

5. Контролируют толщину антикоррозионной фазы (на микрошлифе образцов или детали), твердость и отсутствие хрупкости диффузионного слоя, размеры деталей.

Способ проверен практически при изготовлении корпусов перфораторов из стали 40Х с применением нормализованных полуфабрикатов (табл. 1) и антикоррозионного азотирования деталей (табл. 2).

Перед азотированием выполнено обезжиривание в горячем щелочном растворе с промывкой и просушкой. Азотирование проведено в печи "ОКБ" при температуре 600^oС с выдержкой 1 час.

Детали имели серый цвет с участками цветков побежалости. Коррозионные испытания детали выдерживают, что проверено двумя методами: выдержкой 2 минуты в 10%-ном водном растворе медного купороса (медь не осаждается) и выдержкой в водопроводной воде более суток (коррозии не обнаружено). Толщина ε-фазы равна 6...12 мкм, общая толщина антикоррозионного слоя - до 160 мкм. Микротвердость сердцевины детали равна 264 HV 0,1, ε-фазы 579 HV 0,02.

Технический результат заключается в создании надежной технологии упрочнения и антикоррозионной защиты, обеспечивающей малую деформацию, массовый выпуск деталей за счет сокращения времени цикла изготовления, т.к. нормализация упрощает и сокращает термообработку, позволяет автоматизировать процесс, отменить обязательный контроль твердости каждой детали (при нормализации не возникает хрупкая структура мартенсита). Азотирование может выполняться большой садкой одновременно.

Формула изобретения

Способ антикоррозионного азотирования деталей, изготовленных из стали 40Х, включающий упрочняющую термообработку и азотирование, отличающийся тем, что изготавливают полуфабрикат с припуском под механическую обработку, выполняют его упрочняющую термообработку путем нормализации, изготавливают опытные детали, затем их азотируют, определяют размеры до и после азотирования, оценивают изменение размеров опытных деталей, а затем изготавливают промышленную партию деталей с учетом изменения размеров опытных деталей и их азотируют.

РИСУНКИ

Рисунок 1