Способ упрочнения стальных изделий

 

1. СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно из углеродистой стали, включающий диффузинное насыщение при 540-580 С в расплаве активных солей на основе цианата калия и охлаждение, о т л и- . чающийся тем, что, с целью увеличения толщины и твердости к износостойкости диффузионного слоя, после насьвдения осуществляют нагрев до 650-800 С, выдержку в течение 2-60 мин и охлаждение в масле. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев до 650800°С проводят в соляной ванне непосредственно после насыщения при 540580С . 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что после диффузионного насыщения при 540-580 С проводят охлаждение в воде.

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (д ЕУ

4(511 С 23 С 8/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТСССИСИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Е

Ь,, .Д (21) 3472958/22-02 (22) 26.07.82 (46) 23.04.85. Бюл. Ф 15 (72) Д.А.Прокошкин, Н.А.Соколов, А.В.Супов, IO.Í.Äðîçäîâ, В.НЬКошенков, A.À.Ñóðêîâ, М.А.Плотникова, И.П.Нескороменко и П.Н.Осипов (71) МВТУ им.Н.З.Баумана (53) 621.785.533:621.785.616(088.8) (56) 1. Геллер И.А. "Инструментальные .стали", М., Металлургия, 1975, с. 500.

2. Авторское свидетельство СССР

N 576350, кл. С 23 С 9/10, 1973. (54)(57) 1. СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно из углеродистой стали, включающий диффузинное насыщение при 540-580 С в расплаве активных солей на основе цианата калия и охлаждение, о т л и- .. ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения толщины и твердости к ° износостойкости диффузионного слоя, после насыщения осуществляют нагрев. до 650-800 С, выдержку в течение о

2-60 мин и охлаждение в масле.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что нагрев до 650800оС проводят в соляной ванне непосредственно после насыщения при 540580 С.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ н и с я тем, что после диффузионного наси".,ения при 540-580 С про- водят охлаждение в воде.

1151

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и может быть использовано для упрочнения стальных изделий.

Целью изобретения является увеличение толщины и твердости диффузионного слоя, Изделия подвергаются вьдержке в активном расплаве цианата калия при 540-580 С, последующему нагреву 10 с вьдержкой при 650-800 С, а затем закалке.

При нагреве полученного диффуэиоио ного слоя уже до 650 С происходит разложение слоя соединений, в резуль- 15 тате чего во время вьдержки при температуре повторного нагрева азот и углерод диффундируют вглубь металла.

Резкое охлаждение приводит к образованию в поверхностном слое струк- 20 туры азотистого мартенснта, упрочненного нитридами. Такая структура обеспечивает высокую твердость и износостойкость поверхностного слоя.

Полученный в результате обработки 25 упрочненный слой имеет специфическое строение: на поверхности образуется сплошной слой высокой твердости толщиной 20-100 мкм, под этим слоем расположена зона исходной структуры, З0 отдельные участки которой упрочнены в результате мартенситного превращения.

Для получения именно такой структуры поверхностного слоя изделия 35 о нагревают и выдерживают при 650-800 С, при нагреве выше 800 С происходит о практически полное рассасывание диффузинного слоя, и эффект упрочнения поверхностного слоя не достигается. 40

Время выдержки при повторном нагреве определяется температурой этого нагрева и химическим составом стали. При нагреве до 650 С рекоо мендуется назначать время выдержки 4 о

30-60 мин, при нагреве до 800 С—

2-15 мин.

Операцию повторного нагрева можно проводить как непосредственно после насыщЕния,, перенося детали из ванны 10 карбонитрации в соляную ванну, так и после охлаждения карбонитрированных деталей в воде.

Пример. Проводят обработку деталей из листа стали 08 KII no

590 3 следующей технологии: карбонитрация в расплаве KNCO 85X, К<СОэ 15Х, продуваемом воздухом, в титановом тигле, о при 580 С, в течение 1 ч. Одна партия образцов охлаждена в воде, высушена и затем нагрета в нейтральной соляной ванне, вьдерживается и подвергается закалке в масле. Другая партия переносится в нейтральный расплав непосредственно из ванны карбонитрации.

После карбонитрации на поверхности детали получен слой соединений толщиной 10 мкм, твердость которого 450500 И о, твердость общего диффузионного слоя незначительно превышает твердость сердцевины.

После повторного нагрева и закалки на поверхности формируется упрочненный слой, толщина и твердость которого для обеих партий образцов существенно не отличается и представлены в таблице в зависимости от температуры и времени выдержки при повторном нагреве.

Как видно из таблицы в результате повторной термообработки диффузионный слой получает значительное упрочнение.

Использование предлагаемого способа упрочнения стальных изделий имеет следующие преимущества:

1) Исключение ядовитых веществ из технологического цикла поверхностного упрочнения по сравнению с базовым вариантом — высокотемпературным цианированием.

2) Возможность получения более высоких прочностных свойств и большей толщины упрочненного слоя по сравнению с методом карбонитрации, что позволяет значительно повысить прочность и износостойкость всего иэделия.

3) Отсутствие деформации и коробления в связи с более низкими температурами повторного нагрева, чем при цианировании.

4) Устранение необходимости окончательной шлифовки в связи с упрочнением поверхностного слоя в отличие от метода химико-термической обработки с последукицим выеокотемпературным нагревом, приводящим к разупрочнению поверхностного слоя.

1151590

I. Микротвериость слоя > H>z

Температура, С

Время, мин

Толщина закаленного слоя мкм

650

10-15

20-25

1100-1000

950-800

30-40

700

60

800

60

Составитель P. Клыкова

Техред О.Ващищина Корректор М. Максимищинец

Редактор П. Коссей

Заказ 2263/19 . Тиращ 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ущгород, ул. Проектная, 4

10-15

25-30

45-50

45-50

70-75

90-100

1 100-1000

750-700

900-850

800-700

650-600