Способ цементации стальных изделий
СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включагаций нагрев до температуры обработки в контролируемой атмосфере с угперодньвм потенциалом ниже предельной растворимости углерода в г С и стали, вьщержку для насыщения в атмосфере с углеродным потенциалом, соответствующим предельной растворимости углерода в стали, и выдержку длядиффузионного выравнивания в атмосфере с углеродным потенциалом, обеспечиваклиим заданное конечное содержание углерода.по поверхности стальных изделий, о т л и .4 а ю щ.и и с я тем, что, с целью сокращения длительности цементации, выдержку для насыщения до момента достижения на стальных изделиях поверхностной концентрации углерода, равной пределу растворимости углерода в стали, проводят в атмосфере с углеродным потенi циалом вьш1е предела растворимости углерода в стали, затем снижают углеродный потенциал атмосферы до значений, соответствующих пределу растворимости : углерода в стали, и продолжают выдеряску.
аю аи
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
З(Я) С.23 С 11/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Й Уржума фие, Г
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ (21) 2913294/22-02 (22) 18.04.80 (46) 30.04.83. Бюл, М 16 (72) Б.Е.Шейнплин;, В. В. Чеканский, А.. К. Тихонов и Г. В. Березовик (71 ) Минский конструкторско-технологический экспериментальный институт автомобильной промышленности (53 ) 62 1.785.52 (088.8) (56) 1, Козловский,М. С. Химико-термическая обработка, шестерен, М., "Машиностроение", 1970, с. 108.
2. Патент США l4 3356541-,.
an. 148-16,5, 1966. (54) (57 ) СПОСОБ UENEHTAUHH СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий нагрев до температуры обработки в контролируемой атмосфере с углеродным потенциалом ниже предельной растворимости углерода в стали, выдержку для насыщения в атмосфере с углеродным потенциалом, соответствующим предельной растворимости углерода в стали, и выдержку для диффузионного выравнивания в атмосфере с углеродным потенциалом, обеспечивающим заданное конечное содержание углерода по поверхности стальных изделий, о т л и— ч а ю m.è и с я тем, что, с целью сокращения длительности цементации, выдержку для насыщения до момента дости- . жения на стальных изделиях поверхностной концентрации углерода; равной пределу растворимости углерода в стали, проводят в атмосфере с углеродным потенциалом выше предела растворимости углерода в стали, затем снижают углерод« ный потенциал атмосферы до значений, соответствующих пределу растворимости углерода s стали, и продолжают выдержку, 1014985
Изобретение относится к металлургии, а именно, к химико-термической обработке, в частности к цементации поверхности стальных иэделий s контролируемой атМосфере в машиностроении.
Известен способ цементации стальных изделий в контролируемой атмосфере при постоянном углеродном потенциале 0,81,0% в течение всего времени обработки 1 .
Оптимальное содержание углерода на поверхности цементованных иэделий тоже находится в пределах 0,8-1,0%. Недостаток известного способа связан с большой длительностью насыщения из-за низкой движушей силы процесса передачи углерода на поверхность стали, определяемой разностью между углеродным потенциалом и содержанием углерода на поверхности стали, Наиболее близким по технической сушности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ цементации стальных иэделий в контролируемой атмосфере ,при 730-980 С, включающий., этапы нагреьа в атмосфере с углеродным потенциалом ниже предела растворимости углерода в стали, интенсивного насышения в атмосфере с углеродным потенциалом 0,61,4 и диффузионного выравнивания s атмосфере с угнеродным потенциалсйа 0,61 P2) Предельная величина углеродного потенциала в известном способе на этапе активного насышения ограничивается условием, чтобы в конце этапа содержание углерода в поверхностном слое стали не превышало предела растворимости углерода и чтобы на цементируемых иэделиях не выделялся сажистый углерод, В начале этапа активного насыщения, когда углерода на поверхности мало, потребность в углероде велика и стальная поверхность может поглотить большое ко-. личество углерода. Вероятность выделения сажистого углерода в этих условиях практически исключена, По мере роста концентрации углерода на поверхности . стали, к концу активного насыщения поглотительная способность стальной поверх« ности падает и возникает возможность выделения сажистого углерода.
Известный способ не обеспечивает достаточно высокую скорость иэ-за того, что в начале этапа активного насыщения к поверхности поступает недостаточное количество углерода, так как величина углеродного потенциала ограничена применительно к условиям конца этапа активного насыщения.
11ель изобретения» сокращение длительности цементации.
5 Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу цементации стальных изделий, включающему нагрев до температуры обработки в контролируемой атмосфере с углеродным потенциалом
10 ниже предельной растворимости углерода в стали, выдержку для насыщения в атмосфере с углеродным потенциалом, соответствующим предельной растворимости углерода в стали, и выдержку для диффу15 зионного выравнивания в атмосфере с углеродным потенциалом, обеспечивающим заданное конечное содержание углерода на поверхности стельных иэделий, выдержку для насыщения до момента достиже20 ния на стальных изделиях поверхностной концентрации углерода, равной пределу растворимости углерода в стали, проводят в атмосфере с углеродным потенциалом выше предела растворимости угле25 рода в стали, затем снижают углеродный потенциал атмосферы до значений, соответствуюших пределу растворимости углео рода в стали, и продолжают выдержку.
На фиг, 1 и 2 представлены схемы
50 осушествпения цементации по известному и предлагаемому способам соответственно, Способ осуществляют следующим образом.
Термообрабатываемые изделия посту-, пают в зону нагрева, в которую подают, контролируемую атмосферу с низким зна35 чением углеродного потенциала, например, 0,4-0,6, и нагреваются.в ней до температуры цементации 820, 1050ОС. ЗагеМ нагретые изделия перемещают в зону
40 интенсивного насыщения, куда подают атмосферу с углеродным потенциалом выше
1,4 и выдерживают в такой атмосфере до тех пор, пока концентрация углерода на поверхности н асыщаемых изделий достигает значений близкий к пределу раст45 воримости углерода в стали при температуре цементации. После этого детали, в зависимости от марки стали, выдерживают в контролируемой атмосфере с углеродным потенциалом, равным пределу раст50 воримости углерода. в стали; например
1,1-1,4, до получения заданной глубины насыщения и затем в зоне диффузионного выравнивания при углеродном потенциале
0,8-1,0Уо цодостижения равновесной концен
>5 трапии углерода в поверхностном слое стали.
Влияние технологических параметров на скорость насыщения изделий приведено в таблице.
101.4985 о с 1 о
С4 о
С4 о
С4 о
С4 о»
С4 о„
С4
o„
Т о о Ф о о
Щ о о
0) о о
Щ
oj о о
О)
О) о» о (О
CD о о сО о о
СО
lQ
О) о
Щ CD о
tQ
CD о
Щ
О) о
lQ tQ
О) CD о о
IQ
CD о (О
О) о
tQ
CD о
tQ
CD о (О
С4
IQ
Ч о (О
Ч о
tQ Р о
lQ сГ о
tQ
Ч" о
lQ 3 о (О
Ч о
IQ 4 о
fQ lQ сР Ч о о
lQ Ф о
lQ 3 о о о
Ч о
tQ о о о
Ч
О
Я о о„ tQ
С4 о„
tQ
С4
o„
Я
С4 о»
lQ
С4 о
N сО о
С4 (О
Х о
tÎ м-1
1„, 1 3
О О. о о о
О3 CO
Щ IQ
О) О) о" о о„
Я, С4 о
С4
GO о
С4.
М и о„
tQ
С4 о
С4 (О о
С4
М о о о о
1 о о о о (0 а
03 Щ с о о о о сГ Ч о о
К ц
O O
% 1 о
О ь
С4 О о о о о о.
5 1014985 6
Использование предлагаемого способа 20% путем повышения скорости,.получецементации, по сравнению с известным ния предельно допустимой концентрации позволяет сократить длительность процес- углерода на поверхности цементируемых са насьпцения стали углеродом на 10- изделий.
14
1 12
g!д Од
Ъ И
<04
Ъ)
Состав т ть Йе Ъурлинова
Редактор П. Макаревич Техред А.Бабинец Корректор Л. Бокшан .
Заказ 3149/26 Тираж 956 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
