Способ цементации стальных деталей

Авторы патента:

C23C11/12 - Покрытие металлических материалов; покрытие других материалов металлическим материалом (металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной металлизацией D06Q 1/04); химическая обработка поверхности; диффузионная обработка металлического материала; способы покрытия вакуумным испарением, распылением, ионным внедрением или химическим осаждением паров вообще (для специфических целей см. соответствующие классы, например для производства резисторов H01C 17/06); способы предотвращения коррозии металлического материала, образования накипи или корок вообще (обработка металлических поверхностей или покрытие металлов электролитическим способом или способом электрофореза C25D,C25F)

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 02.06.77(21) 2491607/22-02

Союз Соаетсюа

Социал истнчесиввх

Ресиублин 668978 т:з

I т

2 (5I) М. Кл.

С 23 С 11/12 с присоединением заявки №вЂ”

Гооударатаенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 25.06.79.бюллетень № 23

Дата опубликования описания 28,06.79 (53) УДК 621.785. .51.52 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Крылов, В. А. Юматов и В. В. Курбатов (71) Заявитель (54) спосоЕ Бемен АБии cTaabHex детА ей

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам химико-термической обработки стальных деталей в вакууме, и может применяться при обработке низколе гированных и углеродистых сталей, в особенности при обработке мелких деталей.

Известен способ цементации стали с использованием вакуумного нагрева. Способ заключается в том, что цементуемые детали нагревают в вакууме. а затем в тв печь вводят газ, содержашни метан, при этом углеродный потенциал атмосферы определяется парциальным давлением метана,которое регулируется общим постоянным давлением атмосферы при цементации, подт5 держиваемым на постоянном уровне вакуумными насосами. Особенностью способа является интенсификация процесса насышения поверхности углеродом за счет более полной диссоциация метана при пониженном давлении (f)

Недостатком такого способа цементации в вакууме является сложность опредв ления и регулировки углеродного потенци2 ала атмосферы, а также срыв процесса цементации при выделении сажи в печи, что может замедлить процесс насышения поверхности углеродом и сделать его нестабильным.

Цель изобретения вЂ” интенсификация процесса насышения.

Кроме того, способ позволяет облег чить регулировку углеродного потенциала за счет уменьшения количества углеродсодержашего газа в печь при низком давлении.

Это достигается за счет того, что углеродный потенциал атмосферы поддерживается непрерывным изменением (увеличением) давления в печи в интервале

0,01-0,95 атм со скоростью 0,0011 атм/ч при подаче в печь нестойкого углеводорода ацетилена. При этом происходит, с одной стороны, непрерывная диссоциация газа на углерод и водород.

В зависимости от температуры и скорости подачи ацетилена углеродный потенпиал может поддерживаться постоянным или

668978

Составитель Л. Бурлинова

Редактор Л. Лащкова Техред,М. Петко Корректор В. Синицкая

ММ (Заказ 3612/19 Тираж 1129 Подписное

БНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, .Ж35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 непрерывно уменьшаться (скорость диссоциации больше скорости подачи); или непрерывно увеличиваться (скорость подачи больше скорости диссоциации).

Указанный интервал изменения давлевЂ” ния ограничен с нижней стороны (0,01 атм) необходимым, парциальным давлением ацетилена для создания на поверхности концентрации 0,8 % С, а с верхней стороны (0,95 атм) - взрывоопасностью техноло- о гии из-за возможности взаимодействия атмосферы с кислородом воздухе при разгерметизации печи).

В случае нежелательности выпадения сажи на изделии или в конце процесса 15 насыщения для ограничения концентрации углерода в поверхности устанавливают скорость подачи ацетилена 0,001 атм/ч.

В начале процесса для поддержания максимальной скорости насыщения, а так- 20 же в том случае, когда весь процесс ведется по механизму реакционной диффу зии, т.е. с образованием цементита на поверхности, скорость подачи ацетилена устанавливают 1,0 атм/ч.

Пример. Детали из стали 20 нагревают в вакууме при температуре 950 С, выдерживают 30 мин для выравнивания температуры и затем впускают ацетилен из баллона первые 5 мин со скоростью

0,1 атм/ч, а затем 55 мин со скоростью

0,001 атм/ч при изменении общего давпения в печи эа время процесса от 0,01 до 0,1 атм. В результате цементации получают щэментованный слой без карбидной сетки глубиной 0,55 мм. Детали из стали 20 нагревают в вакууме до 850 С, вью держивают 30 мин, а затем пускают ацетилен непрерывно со средней скоростью

1 атм/ч, причем в начале процесса скорость составляет 1 атм/ч, а последние

30 мин вЂ” 0,1 атм/ч. Суммарное давление в печи изменяется в пределах 0,01вЂ”

0,95 атм. В результате цементации в течение 1 ч получают цементованный слой

0,3 мм. На поверхности стали методами рентгеноструктурного анализа был обнаружен цементит.

При проведении цементации в метане и природном газе на деталях иэ стали

20Х при тех же технологических параметрах в первом случае получают спой

0,25 мм, во втором - 0,08 вЂ” 0,10 мм, т.е. предлагаемый способ позволяет интенсифицировать, процесс насыщения в

2-3 раза.

Формула изобретения

Способ цементации стальных деталей, включающий нагрев в вакууме до 8501000 С и выдержку при этой температуре в атмосфере, содержашей углеводороды, отличаюшийс ятем, что, сцелью интенсификации процесса насыщения, в качестве углеводородов используют ацетилен, который непрерывно подают в печь, увеличивая давление от 0,01 до 0,95 атм, со скоростью изменения давления 0,0011,0 атм/ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. РЖ "Металлургия, 1975, % 9, реф. 9И940.