Способ нитроцементации стальных изделий

 

Изобретение относится к химикотермической обработке в газовых средах , в частности к азотированию и нитроцементации, и может быть использовано в машиностроении для повышения эксплуатационной стойкости инструмента , изготовленного из быстрорежущих сталей. Цель изобретения повьппение эксплуатационной стойкости инструмента . Согласно способу нитроцементации изделия вьщерживают при 450-600 С на первой стадии в смеси, содержащей 35-40 об.% аммиака и полностью диссоциированный аммиак - остальное в течение 30-40 мин, а на второй стадии в смеси аммиака, паров этанола и полностью диссоциированного аммиака при соотношении компонентов, o6.Z: аммиак 55-60j пары этанола 5-35; полностью диссоциированный аммиак - остальное. Эксплуатационная стойкость инструмента, обработанного данным способом, повьшается по сравнению с о.бработкой по известному способу . 1 табл. I (Л

СОЮЭ СОВЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (51) Г С 23 С 8/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЧИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОТИРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 07.06.93, Бюл. 921 (21) 4119793/02 (22) 09. 07. 86 (71) Иосковский автомобильно-дорож-.,,ный институт (72) 1О.N.Ëàõòèê„ Я;Д.Коган, Б.А.Александров, А.А.Булгач, А.Е.Иежонов и С.П.Бибиков (56) Авторское свидетельство СССР

У 863715„ кл. С 23 С В/26, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 475427, кл. С 23 С 8/26, 1978. (54) СПОСОБ НИТРОЦЕИЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке в газовых средах, в частности к аэотированию и нитроцементации, и может быть использовано в машиностроении для повышения эксплуатационной стойкости инструмента, изготовленного из быстрорежущих сталей. Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости инструмента. Согласно способу нитроцементации о изделия выдерживают при 450-600 С на первой стадии в смеси, содержащей

35-40 об.Х аммиака и полностью диссоциированный аммиак - остальное в течение 30-40 мин, а на второй стадии в смеси аммиака, паров зтанола и полностью диссоциированного аммиака при соотношении компонентов, об.Х: аммиак 55-60; пары зтанола 5-35; полностью диссоциированный аммиак— остальное. Эксплуатационная стойкость инструмента, обработанного дан" @ иым способом, повышается по сравнению с обработкой по известному способу. 1 табл; С.

1383837

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической

Обработке в газовых средах, н частности к азотированию и нит»гоцемента5 ции, и может быть использовано н машиностроении.для повышения эксплуатационной стойкости инструмента, иэготонл нного иэ быстрорежущих сталей.

Цель изобретения - повьш(ение эксплуатационной стойкости ийструмента.

Способ нитроцементации включает нагрев до 450 — 600 С и двухстадийиую иэотермическую выдержку при этой температуре в смеси аммиака и пол- 15 костью диссоцииронанного аммиака на первой стадии и в атмосфере, содержащей аммиак, на второй стадии. Выдержку на первой стадии проводят в смеси (35-40 об.7 аммиака, полностью дис- 20 социиронанный аммиак — остальное) в течение 30-40 мин, а на второй стадии — н смеси аммиака, паров этанола ((1» (11») и ПОлностью ДиссоциирО ванного аммиака при следующем соотно- 25 шении компонентов, об,X:

Nll 55-60

Пары этанола 5-35

Диссоциированный аммиак Остальное, 30

Способ осуществляется следующим обраэом.

Инструмент загружают в муфель печи. Муфель закрывают и герметизируют. 35

Затем муфель продувают диссоциировац" ным аммиаком и включают нагрев печи, Нагрев до температуры иэотермической выдержки и выдержку на первой стадии проводят в смеси аммиак и полностью 40 диссоциированного аммиака, содержащей — 35-40 об,X об.NH . Выдержку осуществляют в течение 30-40 мин, после чего в рабочее пространство печи подают смесь ам(((иака, паров эта- 45 иола и диссоциированного аммиака при соотношении компонентов, об.Х;

»1»» з 55-60

Пары (; 1»,ОП 5-35

»» + ll Остальное

После выдержки на первой стадии на рабочей поверхности инструмента форс мируется диффузионный слой, состоя" щий из »г — нитрида на поверхности и зоны внутреннего аэотироваиия с фаза + пптриды легирующих элементов, За 30-40 мин на стали получают слой нитрица толщиной 5-7 мкм и диффузионный подслой 15-30 мкм, На второй стадии на поверхнос1и фазы формируют слой нитрокарбида. толщиной 2-3 мкм, Обладающего более высокой иэносостойкостью и твердостью;. чем Š— карбонитрид и . — нитрид. В результате на поверхности получают комбинированный диффуэионный слой, состоящий иэ твердой ггластичной подложки (g — фаза), демпфирующей ударные нагрузки на кромке режущего инструмента и более твердого поверхностного карбидного слоя, обладающего повышенной износостойкостью и более низкой адгеэией к обрабатываемому материалу. Использование в качестве источника углерода зтанола при указанных соотношениях компонентов позволяет избегать формирования на поверхности инструмента Š— карбонитрида с малой тверДостью и отложений сажи на поверхности изделий.

Испольэонание способа обеспечивает получение на режущем инструменте оптимального по критерию эксплуатационной стойкости упрочненного слоя, отличающегося меньшей адгеэией к обрабатываемому металлу, более высокой стойкостью к выкрашиванию и ударным нагрузкам в процессе резания по сравнению с известными способами, Это обеспечивается структурой упрочненного слоя на быстрорежущих сталях.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, Проводили обработку сверл из стали Р6М5 диаметром 6,8 мм по изнеетному и предлагаемому способам. Конкретные режимы обработки и результаты испытаний обработанных изделий представлены в таблице.

Эксплуатационная стойкость Оценивалась в соответствии с международным стандартом ISO 3685-1977 с оценкой пути резания при постоянной скорости резания. Сверла испытывались на операции сверления сквозного отверстия глубиной 15 мм на стали 20ХГСА твердостью НВ 180 - 229. Режим резания: скорость 34,18 м/мин, подача сверла 192 мм/мин при 1600 об/мин (О, 12 мм/оборот) .

Из данных, приведенных н таблице, следует, что экслпуатационная стойкость инструмента после о(работки по предлагаемому способу повышается (по сравнению с обработкой гн извест ному способу.

1:38:3837

Остальное

Эксплуатационная стойкость

Способ. Режим обработки

Стадия

20% МНв+ 807 N +H ) 3 ч, 570 С

7090

50% NH + 50% продуктов пиролиэа триэтаноламина, 0,5 ч (известный .способ) 38% NH> + 62% (N + H ) 35 Мее, 570 С

557 NHg + 35% С НЕОН + 10% (М + Н ), 570 С, 0 5 ч

18750 аналогично п.2

60% NH)+ 57. С Н,ОН + 35X . (N + Н ), 570 С, 0,5 ч

19010

4. аналогично п.2

577. NH + 20% СдН ОН + 23% (N + Н,), 570 С, 0,5 ч

20780

507 NH + 50% (N + Н ), 20 мин, 570 С

40% NH + 407 С НЕОН + 20X (Nq+ Н,), 570 С, 0 5 ч

7000

30% NH>+ 70% (И + Н ), 60 мин, 570 С

75X NH + 3% С,H OH + 22X (N + Н ), 570 C, 0,5 ч.

6350

ВНИИПИ Заказ 1980

Тираж Подписное

Произв.-нолигр. пр-тие, г. Ужгорос., ул. Проектная, 4

Ф о р м у л а н э о б р е т е н и я

Способ нитроцементации стальных изделий, преимущественно инструмента иэ быстрорежущих сталей, включающий о нагрев до 450-600 С и двухстадийную изотермическую выдержку при этой температуре на первой стадии в смеси аммиака и полностью диссоциированного 10 аммиака, а на второй стадии — в атмосфере, содержащей аммиак, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости инструмента, выдержку на первой стадни проводят в течение 30-40 мин„ при этом смесь содержит 35-40 об,% аммиака, полностью диссопиированный аммиак — остальное, а на второй стадии сбработку ведут в смеси, которая дополнительно содержит пары этанола и полностью диссоциированный аммиак при следующем соотношении компонентов, об.%:

NH 55-60

Пары этанопа 5-35

Полностью диссоциированный аммиак