Способ сульфидирования стальных изделий

Авторы патента:

СПОСОБ СУЛЬФИДИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно инструмента включамций изотермическую вьщержку в расплаве солей, содержащем роданиды щелочных металлов и тиосульфат натрия, отличающийся тем, что, с целью повсдпения долговечности инструмента, изотермическую выдержку проводят при 240-300 с в расплаве солей следующего состава, мае.%: Роданистый калий 70-80 Роданистый натрий 5-15 Тиосульфат натрия; 10-15 (Л с

СОКИ СОВЕТСНИХ

С ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ)УБЛИН (19) () )) 4(si) С 23 С 8 54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаеснамм свидвювствм (21 ) 3450036/22-02 (22) 07.04.82 (46) 23.04.85. Бюл. И- 15 (72) 3.Ф.Хныкина, А.H.Лащик и Г.К.Кутуева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промынленности (53) 621.785.539:669.131. 14(088.8) (56) 1. Заявка Японии Ф 31730, кл. 12 А 3, опублик. 1970.

3. Минкевич А.И. Химико-термическая обработка металлов и сплавов, М., "Мащиностроение", 1965, с. 263. (54) (57) СПОСОБ СУЛЬФ1ЩИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно инструмента, включающий изотермическую выдержку в расплаве солей, содержащем роданиды щелочных металлов и тиосульфат натрия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьапения долговечности инструмента, изотермическую выдержку проводят при 240-300 C в расплаве солей о следующего состава, мас.X:

Роданистый калий 70-80

Роданистый натрий 5-15

Тиосульфат натрия 10-15

1151589

Йзобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической .обработке в расплавах солей, в частности к сульфидированию, и может быть использовано в машиностроении 5 для упрочнения инструмента типа метчиков, сверл, фрея, пуансонов, матриц высадочных автоматов.

Известен способ сульфоазотирования стали при низкой температуре (1), который осуществляется в ванне состава, Х:

Обезвоженный тиосульфат 2-55

Роданид щелочного металла 2-40

Цианиды и карбонаты щелочного металла Остальное

Недостатком способа, препятствующим использование метода, является 20 применение вредных для здоровья людей цианидов щелочных металлов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ 25 сульфидирования в расплаве солей состава: 75Х роданистого калия, .25Х тиосульфата натрия при 180-200 С j2j .

Недостатком известного способа является незначительное повышение 30 долговечности инструмента.

Целью изобретения является повышение долговечности инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сульфиди- И рования стальных изделий, преимущественно инструмента, включающему изотермическую выдержку в расплаве солей, содержащем роданиды щелочных металлов и тиосульфат натрия, изо- 40 термическую выдержку проводят при

240-300О0 в расплаве солей следующего состава, мас.Х:

Роданистый калий 70-80

Роданистый натрий 5-15 45

Тиосульфат натрия 10-15

При низкотемпературной обработке сульфидирование происходит в газовой среде, образующейся от разложения роданистых солей. Роданистый калий 50 служит катализатором и способствует активному распаду серосодержащих солей.

В результате введения 5-15Х-ro роданистого натрия расплав сохраняет 55 жйдкотекучесть, что уменьшает вынос солей из расплава. Ввиду того, что концентрацию роданистого натрия и количество свободной серы необходимо поддерживать на определенном уровне, в ванну вводится тиосульфат натрия

Na>S<0 вЂ” 10-20Х который реагирует с продуктами распада роданида натрия, восстанавливает его. При этом отсутствуют балластные осадки Nappe(CN)<) и Na

При большем содержании в расплаве указанных активных компонентов происходит большее выделение свободной серы (предельно допустимая концентрация серы и серосодержащих элементов в рабочей зоне 0,01 мг/л), которая, не прореагировав с железом, уходит в атмосферу, загрязняя ее. Свободная сера, взаимодействуя с железом, образует сернистое железо FeS, которое обеспечивает высокие противозадирные свойства инструмента. Продукты химического процесса, происходящего в ванне, получаются газообразными, уходящими из расплава. При такой низкой температуре не происходит выделение цианата калия (температура разложения роданидов калия и натриявЂ”

400 C) что улучшает условия труда. о

Обработке подвергались метчики

М16 и сверла 94 мм из стали Р6М5 и обрезные матрицы болтовых холодновысадных автоматов из стали ЭИ161.

Перед обработкой инструмент обезжиривается, промывается, сушится и подогревается до 180-20ОC.

Подготовка ванны под обработку осуществляется следующим образом: загружаются роданиды щелочных металлов и после расплавления (температура 240-300 С) малыми порциями идет загрузка гипосульфита натрия.

Время выдержки 5-70 мин устанавливается экспериментально в зависимости от конфигурации детали.

Пример. В шахтную отпускную печь типа ПН-32 помещается смесь порошков роданистого калия и роданистого натрия состава, вес.X: роданистый калий 75, роданистый натрий 13. После расплавления этой смеси добавлялся тиосульфат натрия 12.

Одновременно на поддон печи помещается обезжиренный инструмент, который прогревается перед обработкой до 180ОС. После расплавления солей он помещается в емкость с расплавом

О и выдерживается при 280 С в течение: сверла из стали Р6М5, 94 мм - 5 мин, летчики М16 из стали P6N5 вЂ” 20 мин, 1151589 обсечные матрицы с размером "под ключ" 30 мм вЂ” 70 мин.

Обработанные обсечные матрицы из экспериментальной марки стали

ЭИ-161 с размером "под ключ" S = 30мм g испытываются на холодновысадочном болтовом автомате GPB 161 при изготовлении болтов М20 из стали 40Х с шестигранной головкой.

Обработанные метчики испытываются при нареэании резьбы в гайках М16 при,скорости резания 15 шт/мин.

Данные по обработке предлагаемым и известным способами приведены в таблице.

Из анализа экспериментальных данных, приведенных в таблице, следует, что долговечность инструмента, обработанного по предлагаемому способу, в 1,5-3,5 раза выше, чем долговечность инструмента, обработанного по известному способу.

1151589 о о

СМ ч

ФЧ

О о

f4 о ч (4

3 ЗЗ 3 3 о о о о о о

an н1

an о о л оо о о

4 Ъ о

Ф»3

СЧ о

CV о.

-J

DanD чОООО

-т an Oa еч O л Ol

cog ч

ООО лв

° n CaI ч О

Очч

° » ° чч л м

О п /ъ

00 °

ООО

ФО

МЪ an Ial лн-i

) Ф»!."3!!3 Х

Ф рТ

1ь но а Х х и

:5 «в

1 о

34 Х Х

3 % ф

О О Х

° a

Я k

35$ «ВЪ

Я IC

% аа ! f»

k Х Х

Х Х Ц ф Х э

Ое Фе &I

1Е

I I I

3ЗЗ 3 3 33

an an an Ч ч n an ф а4 ф

Х k Х

IO Ю О

9 Р м

5е 3 фР» Э иХ

О Х3к ч

Ы Х !! О к1ь о"

)pK

323

g)e

«oË

) а 4I

g ka

3(3 сА

s i. .

III å

Способ неглубокого цианирования // 114391

Способ обезвреживания цианистых отходов ванн цементации или глубокого планирования // 95511

Состав и способ эксплуатации низкоцианистой ванны для глубокого высокотемпературного цианирования // 75892

Способ одновременной азотизации и цементации // 55581

Способ обработки изделий из быстрорежущей стали // 37728

Способ упрочнения металлических поверхностей сульфоцианированием // 2355815

Изобретение относится к области упрочнения восстановленных поверхностей стальных деталей

Способ поверхностного упрочнения деталей из сплавов на основе титана // 2460826

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано при изготовлении деталей

Способ упрочнения стальных деталей // 1224352

Способ химико-термомеханической обработки стальных изделий // 1479548

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения изделий, работающих в условиях интенсивного износа

Способ подготовки поверхности деталей к обработке резанием // 1793005

Состав ванны для цианирования металлов и сплавов в жидких средах // 2533577

Изобретение относится к машиностроению, в частности к химико-термической обработке металлов или сплавов в жидких средах. Состав ванны для цианирования металлов и сплавов в жидких средах для насыщения азотом и углеродом содержит следующие компоненты, мас.%: карбамид (NH2)2CO - 40…45, углекислый натрий Na2CO3 - 35…40, хлористый натрий NaCl - 8…10 и едкий натр NaOH - остальное. Обеспечивается повышение технологичности приготовление состава ванны и экологической безопасности и, как следствие, повышение эксплуатационной стойкости деталей машин и инструментов. 1 табл.

Способ активирования изделия из пассивного черного или цветного металла до науглероживания, азотирования и/или азотонауглероживания // 2536841

Изобретение относится к способу поверхностного упрочнения изделия из нержавеющей стали, никелевого сплава, кобальтового сплава или материала на основе титана. Обеспечивается нагревательное устройство, имеющее первую зону нагрева ниже по ходу от второй зоны нагрева, впуск газа и выпуск газа для прохождения газа через нагревательное устройство, нагрев изделия в упомянутой первой зоне нагрева до первой температуры в диапазоне 185-500°С, нагрев по меньшей мере одного соединения N/C, содержащего азот и углерод, в упомянутой второй зоне нагрева до второй температуры 135-450°С, которая ниже, чем первая температура, для образования одного или более газообразных веществ. При этом упомянутое соединение имеет одинарную, двойную или тройную связь углерод-азот и является жидким или твердым при температуре 25°С и давлении 1 бар. Осуществляется прохождение газа с использованием газа-носителя, который является неокисляющим по отношению к изделию, для контактирования изделия с газообразными веществами для активации изделия и последовательное нагревание изделия в этом нагревательном устройстве в присутствии газообразных веществ до температуры азотонауглероживания, которая является по меньшей мере такой же высокой, как и первая температура, и составляет менее 500°С. Обеспечивается повышенная твердость и усталостная прочность обработанных указанным способом изделий. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил., 8 пр.

Способ охлаждения металлических деталей, которые были подвергнуты обработке азотированием/нитроцементацией в ванне с расплавленной солью, устройство для осуществления способа и обработанная металлическая деталь // 2596539

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения металлических деталей, подвергнутых обработке азотированием/нитроцементацией в ванне с расплавленной солью, и детали, обработанной указанным способом. До окончания указанной обработки азотированием/нитроцементацией осуществляют откачивание кислорода из охлаждающей камеры (1) для создания в ней инертной атмосферы, заполняют хладагентом в жидкой форме, обладающим сильной способностью к расширению объема при испарении. Все обработанные детали перемещают в охлаждающую камеру (1), охлаждающую камеру (1) закрывают, детали оставляют в охлаждающей камере в течение заданного промежутка времени для достижения температуры, при которой соль застывает и образует защитный барьер. Затем детали извлекают и подвергают промывке. Устройство для охлаждения металлических азотированных деталей содержит установку для азотирования/нитроцементации в ванне с расплавленной солью для обработки деталей, при этом охлаждающая камера (1) размещена в непосредственной близости от установки азотирования/нитроцементации и прикреплена к транспортировочной тележке для транспортировки всех деталей в указанную камеру. Обеспечивается отсутствие следов окисления-коррозии на поверхностях металлических деталей и улучшается их ковкость. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.