Способ газового азотирования стальных деталей

 

СООЭ COBETCHHX

CNINNIIN РЕСПУБЛИК

Gc9 (11) др4С 23 С 8/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОУСНОЬМ CINII5THlhCTBV (21) 3778553/22-02 (22) 07.08.84 (46) 15.03.86. Бкц1. Ф 10 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорожный институт (72) Ю.M.Ëàxòèí, Я.Д.Коган, Г.А.Солодкин и Ю.А.Коновалов (53) 621 ° 785.51 ° 532(088.8) (56) Лахтин .Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. -И.:Машиностроение, 19?6, с.256.

Велоручев Л.В. и др. Азотирование разбавленным аммиаком -ЛДНТП, 1966, с.40. (54) (57) СПОСОБ ГАЗОВОГО АЗОТИРОВАНИЯ СТАПЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий подачу аммиака в печь, нагрев до

480-650 С, выдержку в течение 4-96 ч и откачку в процессе выдержки с поддержанием степени диссоциации аммиака 25-75Х, последующее охлаждение и выгрузку деталей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью сокращения расхода аммиака за счет более полного его использования при сохранении физико-механических характеристик изделий, при откачке диссоцнированный аммиак разделяют на азотно-водородную смесь и аммиак, последний затем возвращают в печь, при этом для поддержания степени диссо- д циации аммиака к нему добавляют 2575Х свежего аммиака от общего его количества, подаваемого в печь.

С:

1217925

30

45

Изобретение относится к металлур. гии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин.

Цель изобретения — сокращение расхода аммиака sa счет более папного использования при сохранении

Физико-механических характеристик изделий °

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в способе газового азотирования стальных деталей, включающем подачу аммиака, нагрев- до 480-650 С, выдержку в течение 4-96 ч и откачку в процессе выдержки с поддержанием степени диссоциации аммиака 25-75Х послеУ . дующее охлаждение и выгрузку деталей, нри откачке диссоциировакный аммиак разделяют на азотно-водородную смесь и аммиак, последний затем возвращают в печь, при этом для поддержания степени диссоциации аммиака к ней добавляют 25-75Х, последующее охлажде-; ние и выгрузку деталей, при откачке диссоциированный аммиак разделяют на азотно-водородную смесь и аммиак, последний затем возвращают и печь, при этом для поддержания степени. диссоциации аммиака к нему добавляап 25-75Х свежего аммиака от общего его количества, подаваемого в печь.

При предлагаемом способе достигается полное использование непрореагировавшего аммиака путем организации его постоянного циклирования через печь азотирования. Азотно-водородная смесь состава 75Х Ha+25X Nl йр являющаяся продуктом диссоциации аммиака в печи, после разделения диссоциированного аммиака выводится из системы путем сжигания в свече.

Разделение непрореагировавшего аммиака и азотно-водородной смеси

1, проводится вымораживанием аммиака при температуре ниже -33,6 С. В этих условиях происходит ожижение аммиака, в то время как азот и водород остаются в газообразном состоянии.

В результате этого происходит сепарация газОвой смеси с выхода печк, при этом жидкий аммиак направляется в испаритель, после чего подается в печь азотирования.

Для осуществления стабильного протекания процесса азотирования не-, обходимо поддержание постоянной степени диссоциация аммиака в печи, что достигается поддержанием постоян ного расхода газа, подаваемого в печь. В связи с тем, что на выходе из печи количество аммиака меньше, чем на входе, на величину, соответствующую количеству распавшегося газа, в предлагаемом способе предусмотрено к аммиаку, получаемому при разделении частично диссоциированного аммиака, перед его возвратом в печь добавлять дополнительное количество аммиака, составляющее

25-75Х от общего количества, подаваемого в печь. При этом общее количество rasa на входе в печь будет поддерживаться постоянным, Величина добавки 25% соответствует степени диссоциацни аммиака в печи, равной 25Х. Аналогично, при степени диссоциация аммиака 75Х не-; обходимо к возвращаемому в печь аммиаку добавлять 75Х газа от общего количества, подаваемого в печь.

По предлагаемому способу аэотирования проводили обработку стальных деталей. Пропускали аммиак через печь. с деталями, разогревали печь до 480-650 С, осуществляли выдержку при о этой температуре в течение 6 ч, степень диссоциации поддерживали равной 40Х.

Пример. Проводили газовое азотирование сталей 18ХГТ н 40Х при

35 520 С в течение 24 ч по известному о и предлагаемому способам. По известному способу азотирование проводи-. лось в двух печах по методу "из печи в печь". В первой печи степень диссоциации аммиака составляла ЗОХ, а во второй — 45Х, На выходе иэ второй печи был газ, состоящий из

55Х аммиака, остальное — аэот и водород. Общий вес обрабатываемых деталей в двух печах 1000 кг, расход аммиака 500 л/ч, т.е. в пересчете на l кг азотируемых деталей за 24 ч удельный расход аммиака составил

l2 л/кг.

По предлагаемому способу аэотирование велось в одной печи с загрузкой 500 кг при степени диссоциации аммиака ЗОХ. При этом на выходе из печи бып газ, состоящий из 70Х

55. аммиака, остальное — азот и водород. После разделения этой смеси путем ожижения аммиака к полученному аммиаку добавлялся аммиак в количе

Марка стали

Известный способ

Твердость, МПа

Удельный расход аминак1 л/кг

Общая глубина, аммиака

Поверхности мм

01 02

-40Х 5200 5400 4500-4800 4200-4300

0,23-0,25 12

0,24-0,26 !2

18ХГТ 5800-6200 5500 5700 4500-4700

Продолжение таблицы

Предлагаемый способ Марка стали

Тв ердо c Tb МПа

Общая глубина слоя, Удельный расход амми ака, л/кг

Поверхнос- На глубине, мм ти

0,1

0,2

-40Х 5200 5400 4600-4800 4100-0,25

0,23

7,2

5900-6300 . 5500-5700 4600-4800

0,25-0,26 7,2

Составитель Л. Бурлинова

Редактор М. Товтин Техред О. Ващишина Корректор И, Муска

Заказ 1085/33 Тираж 877 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

3 121 7 стве ЗОХ от общего количества аммиака, подаваемого в печь, так что расход газа на входе поддерживался постоянным и составлял 500 л/ч. При этом удельный расход аммиака составил 7,2 л/кг.

Результаты азотирования по известному и предлагаемому способам приведены в таблице.

t0

Из таблицы видно, что полученные значения твердости и глубины слоя при азотировании по известному и

925 4 предлагаемому способам одинаковы, а удельный расход аммиака при азотировании по предлагаемому способу в

1,66 раза меньше .по сравнению с удельным расходом аммиака при азотировании по известному способу.

Таким образом, предлагаемый способ азотирования стальных деталей обеспечивает получение идентичных результатов упрочнения в сравнении с известным способом химико-термической обработки при сокращении расхода аммиака в 1,66 раза.