Способ цементации стали

 

СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛИ, преимущественно ниэкоуглеродистой быстрорежущей, включающий, диффузионное насыщение путем термоциклирования выше ACj в насыщающей среде, о тличатющи йс я тем, что, с целью повьииения глубины цементации и качествадиффузионного слоя путем получения тонкой мелкодисперсной структуры с равномерным распределением карбидной фазы, термоциклирование осуществляют в интервале темпе-, ратур 1100-1200 с в газовой смеси эидогаза и метана при одновременном изменении содержания метана в смеси 0,5-5%. , (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5И С 23 С 11 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3446095/22-02 (22) 03.06, 82. (46) 07.01.84. Бюл. Р 1 (72) О. Я. Крым, Е. К. Цветаева, Л.И. Иванов и Ю.Г. Конрад (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов и 3апороиский инструментальный завод им. Бойкова (53) 621.785.5(088.8) (56) 1. Геллер Ю.A. Инструментальные .стали. М., Металлургия, 1975, с. 509-510.

2 ° Авторское свидетельство СССР

У 711157i кл. С 22 С 38/60, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3381438/22-02(009328), кл. С 23 С 9/06, 11.01.82.

„„SU„„ 0 5501 А (54) (57) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛИ, преимущественно низкоуглеродистой быстрорежущей, включающий. диффузионное насыщение путем термоциклирования выше Ас> в насыщающей среде, отличающийся тем,что, с целью повышения глубины цементации и качества диффузионного слоя путем получения тонкой мелкодисперсной структуры с равномерным распределением карбидной фазы, термоциклирование осуществляют в интервале темпе-. ратур 1100-1200 С в газовой смеси эндогаза и метана при одновременном изменении содержания метана в смеси

0,5-53.

1065501

И э обре тение о тноси тся к технологии инструментального производства н может быть использовано, в частности, при изготовлении металлообрабатывающего инструмента.

Известен способ цементации инст- 5 рументальных сталей, заключающийся в том, что иэделия подвергают длительной иэотермической выдержке при

920-1020 С в твердой или газовой среде (1) . 10

Недостатком способа является то, что для достижения цементованного слоя достаточной глубины с содержанием углерода в нем более 0,6% требуется длительное время изотермической выдержки (14-16. ч и больше) .

Известен также режим высокотемпературной цементации (1150 С) для ниэкоуглеродистых быстрорежущих сталей с содержанием метана в газовой смеси около ЗВ (2), Недостатком процесса является также значительная продолжительность, сочетающаяся с образованием карбидной сетки, что впоследствии отрицательно сказывается на работоспособности инструмента.

Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату является способ цементации стали, включающий диффузионное насыщение в насыщающей среде путем термоциклирования в интервале температур на 120-140 С и 10-20 С выше

Ас, Гз .

Известный способ не обеспечивает достаточной диффузионной подвижности углерода в высоколегированных быстрорежущих сталях и не позволяет получить достаточную глубину цементации и высокие режущие свойства.

Цементованные по такому режиму заготовки метчиков имеют тонкую мел": кодисперсную структуру поверхностного слоя без признаков пересыщения углеродом. Эффективная глубина цементованного слоя 1,8-2,0 мм. После окончательной термической обработки, включающей закалку от 1220 С и трехкратный отпуск в течение 1 ч при

560 С, цементованный слой состоит

40 из мартенсита и карбидов. Вторичная твердость НРС 66, теплостойкость

630 Ñ

Для получения сравнительных данных проведена обработка аналогичных

45 метчиков известным способом, включающем насыщение в среде зндогаза и 3-3,5% метана путем термоциклирования в интервале на 120-140 С и 10-20 С выше АсЗ, т,е. в интерва50 ле 870-990 С. Общее время обработки

6 ч.

Цель и зобре тения — повышение глубины цементации и качества диффузионного слоя в результате полученйя тонкой мелкодисперсной структуры с равномерным распределением карбидной фазы.

Для достижения поставленной цели, согласно способу цементации стали, преимущественно низкоуглеродистой быстрорежущей, включающему диффузионное насыщение путем термоциклирования выше Ас в насыщающей среде, термоциклирование осуществляют в интервале температур 1100-1200 С в газо. вой смеси эндогаэа и метана при одновременном изменении содержания метана в смеси 0,5-53.,Количество метана в газовой смеси менее 0,5% не позволяет достичь содержания углерода в диффузионном . слое более 0,4%, Количество метана в смеси более 5В приводит к пересышению углеродом поверхностного слоя, 4

При температуре менее 1100ОC образуется грубая карбидная сетка, а повышение температуры выше 1200 С приводит к оплавлению, Подача обогащенной метаном (до 5Ъ) газовой смеси в пространство печи, имеющей температуру 31100 С, приводит к значительному насыщению поверхности стали. Последующее снижение содержания метана в газовой смеси исключает пересыщение углеродом поверхности, а повышение при этом температуры увеличивает скорость диффузии, что создает возможность ускорения процесса и увеличения насыщенного слоя, Пример. Заготовки метчиков

М12-М14 иэ низкоуглеродистой быстрорежущей стали 02Р6М5 цементируют в силитовой печи в смеси зндогаэа и метана.

Режим обработки следующий: нагрев до 1125 С и выдержка в атмосфере с содержанием метана 3-3,5%, повышение температуры до 1175 С и выдержка в атмосфере с содержанием метана

0,5%, снижение температуры до 1125 С и выдержка в атмосфере с содержанием метана 3-3,5Ъ и т.д„ Количество циклов 4, общее время обработки 6 ч.

Заготовки метчиков, цементованные известным способом, имеют глубину цементации 0 5-0,7 мм, что недостаточно для обеспечения режущих свойств этого вида инструмента. В структуре цементованного слоя наблюдается грубая карбидная сетка с признаками пересыщения.

После окончательной термической о обработки (закалка.от 1220 С и трехкратный отпуск при 560 С по 1 ч вторичная поверхность составляет

HRC 60-61, теплостойкасть 600 С. о

1065501

Составитель P. Клыкова

Редактор A Козориэ Техред И. Метелева Корректор A. tIoax

Заказ 11013/32 Тираж 899 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

Термообработанные заготовки подвергают заточке и испытаниям в производственных условиях. Испытания показывают, что стойкость метчиков в 1,5 раза выше по сравненик со стандартными,иэ готовленными иэ стали РбМ5 °