Способ упрочнения малоуглеродистой стали

 

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ по авт.св. 850735, отличающийся тем, что, с целью интенсификации проце.сса и снижения энергозатрат, дополнительно создают разность похенциалов между графитовыми электродами и поверхностью стали. 2. Способ ПО.П.1, о т л и ч а ювд и и с, я тем, что разность потенциалов между графитовыми электродами и поверхностью стали создёцрт путем подклтения поверхности стали к од- . из полюсов электрической цепи, питающей электрическую дугу между графитовыми электродами. I

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ И ОТНРЬГГИЙ!

° ° ° °

61} 850735

21) 3340462/22-02

:(.22) 25. 09. 81 (46) 15.04.83.Бюл. 9.14 (72) Г.В.Бешнов и В.И.Антропов .(71) Московский ордена Трудового .

Красного Знамени гидромелиоративный институт (53) 621.785 ° 5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р. 850735, кл. С 23 С 11/00, 1978., (54) (57) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ.по авт.св..

Р 850735, отличающийся !

„„SU„„,1011726 А °

3 С 23 С 11/00,; С 21 )Г 1..08 тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения энергозатрат, дополнительно создают разность потенциалов между графитовыми электрода« ми и поверхностью стали.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с,я тем, что разность потенциалов между графитовыми электродами и поверхностью стали. создают путем подключения поверхности стали к од- ному из.полюсов электрической цепи, питающей электрическую дугу между графитовыми электродами.

1011726 аж 954 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Изобретение относится к химикотермической обработке.

По основному авт.св ° 9 850735 известен способ упрочнения малоуглеродистой стали, включающий нагрев в углесодержащей среде до 1200- 5

1400 С, выдержку и охлаждение, при этом нагрев и выдержку производят в пламени дуги между графитовыми электродами(1 ).

Однако процесс насыщения угле- 10 родом обрабатываемого слоя идет недостаточно эффективно, что приво-, дит к большому расходу электроэнергйи.

Целью изобретения является интенсификация процесса насыщения и сни» жение энергозатрат.

Поставленная. цель достигается тем, -что согласно способу уточнения малоуглеродистой стали, дополнительно создают . разность потенциалов между графитовыми. электродами и поверхностью стали.

При этом разность потенциалов между графитовыми электродами и поверхностью стали создают нутем подключения поверхности стали к одному из полюсов электрической цепи, питающей электрическую дугу между графи-. товыми.электродами.

Для осуществления способа используют электроды из графита марки FM3.

Нагрев поверхности изделия осуществ- 30 ляют в течение 2-3 с.

На чертеже представлена схема насыщения углеродом сталъных изделий.

Пример. С целью улучшения поверхностных свойств детали (лопа- 35 ты)), изготовленной из листовой ста° ли 30, толщиной 1-2 мм. ее кромку обрабатывают высокотемпературным пламенем электродуговой горелки с двумя графитовыми электродами 1, 40 установленными под углом 30одруг к другу и имеющими на концах зазор

4 мм. Электроды закреплены в держателях 2, монтированных на изолирующей плите 3. Кромка 4 лопаты 5 уста- 45 навливается на расстоянии 10 мм от электродов 1 в зоне. б действия пламени горелки. Посредством токопроводов 7 электроды соединены с вторичной обмоткой трансформатора 8, в первичной цепи которого включено управляющее устройство 9. Во вторичной цепи трансформатора 8 параллельно электродам 1 подсоединен осциллятор

10 для обеСпечения непрерывности горения дуги во время работы. Вторич- 55 ная обмотка трансформатора 8 посредством дополнительного проводника"-11 через устройство 12, регулйрующего силу тока, и амперметр 13 соединена непосредственно с обраба- 60 тываемым слоем стали (в данном примере с лопатой ) .

ВНИИПИ Заказ 2697/34 Тир

С помощью управляющего устройства 9 трансформатор 8 включают на напряжение 100 В и силой тока 200-300 А, затем между электродами с помощью .внешнего электрода (не показано ) зажигают электрическую дугу (повторное зажигание осуществляется с помощью осциллятора 10 ) с температурой 35006000ОC. Пламя дуги направляют на металл и перемещают дугу по кромке лопаты. Под действием дуги кромка лопаты нагревается на участке 20-19 мм в течение 2-3 с до 1200 -1400ОC. Вся кромка обрабатывается в течение 1618 с.

При нагреве в поверхность металла на глубину 0,5-2,0 мм внедряется поток ионов углерода, содержащихся в пламени электрической дуги, и направляемых электродинамическими силами и разностью потенциалов между электрической независимой другой и металлом. В примере в цепи дуги проходит ток 300 А, а между дугой и металлом ток 100 А при разности потен. циалов между ними 50 В. Ионы углерода при температуре нагрева поверхности металла до 1200-1400 С вступают во взаимодействие со сталью, повышая в ней содержание углерода, и создают науглероженный слой на поверхности стали. Под действием разности потенциалов между дугой и сталью ионы углерода в

2 раза быстрее проникают "a металл, чем без создания разности потенциалов. КПД электрической дуги состав- ляет 75-80%. После обработки кромки лопата опускается в воду с температурой 20 С для закалки.

Прй воздействии электрической дуги на металл она образует на по верхности металла очень плотную оплавлеиную эмалевидную пленку с увеличенными прочностными свойствами;

Структура пленки аморфная — металл . становится подобием стекла. . Толщина аморфного слоя достигает .

12 мкм. Испытания показывают, что этот стеклообразный слой хорошо за- щищает основной металл оТ воды, щелочей и кислот, Полученный в результате обработки по предлагаемому способу поверхностный слой металла глубиной от 0,5 до 2 мм при испытании в лабораторных и промышленных условиях показывает достаточную термостойкость не дает окалины при прокалке на воздухе при 1300-1400 С в течение 4-х часов, а также устойчив к действию, кислот и.щелочей и имеет прочность

200 кг/мм . Расход потребляемой электроэнергии при проведении процесса снижается на 50%.