Способ химико-термической обработки стальных деталей

 

Изобретение от осится к химикотермической обработке и может быть использовано для антикоррозионного азотирования стальных деталей машин и механизмов. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости изделий . Способ химико-термической обработки стальных изделий включает азотирование при 502-700 С в насьвцающей атмосфере с азотным потенциалом, обеспечивающим получение изделия на поверхности -фазы, последующую из.отермическую выдержку при температуре азотирования в окислите.пьн9Й атмосфере , содержащей ДО-80 об.% боздуха и 20-60 об,% аммиака. Причем изотер мическук ввдержку проводят в герметично замкнутом контейнере да достижения степени диссоциации аммиака 95-97%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН (5ll$ С 23 С 8 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

=1 ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 07.06,93 Бюл. %21 (21} 4065584/02 (22} 07.03.86 (71) Московский автомобильно-дорожный институт (72} 10.М.Лахтин, Я.Д.Коган, В,И.Солдатов, С.П.Бибиков, А.Е.Межонов, B.А,Александров и Е.В.Скиданов (56) Заявка Японии М 53-371, кл. С 23 С 11/10в I 982 ° (54} СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке и может быть использовано для антикоррозионного азотирования стальных деталей машин н механизмов ° Цель изобретения " повышение корроэионной стойкости иэделий. Способ химико-термической обработки стальных иэделий включает о азотирование при ЩО-700 С в насыщающей атмосфере с аэотным потенциалом, обеспечивающим получение иэделия на поверхности с.-фазы, последующую иэо" термическую выдержку при температуре азотирования в окислительной атмосфере, содержащей 40-80 об.X воздуха и 20-60 o6Ë аммиака. Причем иэотермическую выдержку проводят в герметично замкнутом контейнере до достижения степени диссоциапии аммиака

95"97K. l табл, Ю 1 427870

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для антикоррозионного азотирования стальных деталей машин и механизмов.

Цель изобретения — повышение корроэионной стойкости иэделий, Способ химико-термической обработки заключается s том, что иэде- 1р лия помещают в печь преимущественно шахтного типа, нагревают до 500700 С и азотируют при этой температуре в насыцающей атмосфере потенциалом, обеспечивающим получение на поверхности Я-фазы. 9атем в печь по" дают 60"20 об.X аммиака и 40-80 об.X воздуха и герметиэируют контейнер.

Иэотермическую выдержку и охлаждение проводят в герметично замкнутом контейнере, причем выдержку проводят при температуре азотирования до степени диссоциации аммиака 95-973.

После герметизации контейнера происходит диссоциация аммиака, об- 25

1 разовавшийся водород связывается с кислородом воздуха с образованием паров воды.

В процессе нзотермической выдержки и охлаждения в окислительной атмосфере происходит образование оксидной пленки на поверхности изделий,-обеспечивающей высокую коррозионную стойкость, Иэотермическую выдержку проводят в течение времени, достаточного для достижения степени диссоциации аммиака не ниже 95-973 °, Практически такая диссоциация аммиака необходима для связывания в воду кислорода воздуха. При высоком содержании кислорода (при степени диссоциации меньше 95X) на поверхнос- ти иэделия формируется рыхлая оксид" ная пленка, которая обладает низкой корроэионной стойкостью При степени диссоциации аммиака 95-97Х остаточная концентрация кислорода мала и на поверхности изделия обра" эуется плотная коррознонно-стойкая оксндная пленка. Оксидная пленка формируется более плотиой, так как ее формирование происходит в вакууме, образующемся прн охлаждении в герметичном контейнере.

Достижение 95 o6.X степени дисФ социации аммиака определяет минимальную иэотермическую выдержку в герметически замкнутом контейнере..

Максимальную длительность иэотермической выдержки необходимо ограничить с г епе нью диссоциацни аммиака

97 об. Х, протекающей за or ра нич енное время (зависящее от объема, saгрузки печи, в нашем случае для контейнера объемом 2 л - 3-5 мнн) ° .

Достижение большей степени диссоциации требует более длительной нзотермнческой выдержки в окислнтельной атмосфере. За это время происходит рассасывание нитрида и диффузионного слоя, что резко снижает .корроэи" онную стойкость поверхности и физико-механические характеристики изде-. лия в целом.

Изобретение иллюстрируется следую" щим примером. Детали обезжнривали ацетоном, помещали в контейнер. Контейнер продували аммиаком и помещали в печь.

Азотировали при температуре изотермнческой выдержки 580 С в течение

3 ч в частично диссоциированном аммиаке с азотным потенциалом на входе в печь я„ = Рщ, /Р = 6,5. Затем ннз н9 в контейнер ггрдали окиалительную атмосферу„состоящую из 40 o6.X аммиака и бО об.X воздуха, после чего ! герметично закрыли контейнер. (перекрыли входной и выходной натрубки кон" тейнера), После выдержки в течение

5 мин показания манометра практически перестали увеличиваться, зто говорит о практически полной диссоциации аммиака (95-97 ). Контейнер извлекали иэ печи и охлаждали на воздухе. По o достижении 50"80 С контейнер разгепметизировали, детали извлекали иэ него, На обработанных деталях о6разовалась плотная пленка оксидов железа Ре 0, -Испытание коррозионной стойкости проводили на потенциостате П-5827И..

В качестве агрессивной среды использовали ЗХ-ный водный раствор хлористого натрия, Коррозионный потен" циал обработанной поверхности составил 180 мВ.

Примеры выполнения обработки по предложенному способу представлены в таблице.

Иэ таблицы видно, что азотирование по предложенному способу дает более высокий коррозионный потенциал.

Более продолжительные испытания, в течение I5 ч, показали, что коррозионный потенциал деталей, обработанных.по предлагаемому способу, приниj 6

1427870 увеличить срок службы стальных деталей машин и механизмов.

5 мал более положительное значение (до Е„= +50 МВ), ч то ука эывает яа увеличение корроэионной стойкости поверхности (совершенствование пас5

Ф О р и у л а и 9 о б p e т е н и я сивированной пленки за счет компо-. нентов агрессивной среды — О „Н О) .

У деталей, об раб ота нных по си ос о бупрототипу, после длительяьФ испытаний установлено дальнейшее раэблагораживание потенциала (до F.„ -400 мВ), что указывает на активироваяие коррбзионного процесса, а на поверхности деталей появились рыжие по цвету пит" с тинг и Р t5

Окислительная атмосфера, Ж

Коррозионньй по тенциал Екil

МВ

Насыщающая атмосфера, Ж

При-, мер емпераура эотерической

ыдержки, OC

Воз- NH

3 дух

Изв естный

-ЗЭО

100

580 100 КН

Предложенный

580 80 ННз+ 20 (N + Н ) 60

- 180

580 40

20

-190

580

60

520

-220

60

680

-l 85

580 80 ЯНз+ 20 Nq

-295

-315

90

580

90

580

Обработка по предлагаемому способу позволяет повысить коррознонную стойкость стальных деталей в 1,4 раза по сравнению с известньм способом, 20 получая одновременно все прею ущестаа упрочняющего процесса азотирова" ния - твердость, износостойкость и др. Использование предлагаемого способа в промышленности позволяет

Способ химико-термической обработки стальных деталей, включающий нагрев и выдержку в аэотсодержащей атмосфере, последующую с азотна потенциалом, обеспечяваюшим получение иэделия на поверхности Я-фазы, нзотермическую выдержку в окислительной атмосфере и охлаждение, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения корроэионяой стойкости иэделий, окислительная атмосфера содержит 40-80 об.X воздуха и 20-60 об.X аммиака, а изотермнческую выдержку и охлаждение осуществляют s гермдтич" но замкнутом контейнере, причем изо" термическую вьдержку проводят .при температуре азотирования до достижении степени диссоциации аммиака

95-97Х.