Способ термической обработки деталей из сталей перлитного класса

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической и химико-термической обработке деталей из легированных сталей перлитного класса. Целью изобретения является повышение износостойкости и уменьшение хрупкости при сохранении минимальной деформации. Тонкостенные детали переменного сечения подвергают нитроцементации в атмосфере пиролиза смеси, состоящей из равных объемных долей моноэтаноламина, кубового остатка регенерации этилового спирта и лимоннокислого аммония. Нитроцементацию проводят сначала при 720-740°С в течение 150-180 мин, а затем повышают температуру со скоростью 100-120 град/ч до температуры, превышающую критическую на 10-20°С, после чего детали закаливают и подвергают отпуску при 250-280°С в течение 3-3,5 ч. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1

ГОСУДАРСТЯЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4442616/31-02 (22) 17.06.88 (46) 07.12.90, Бкл. ¹ 45 (72) А.Н.Тарасов, B.Í.Òàðàñîâ, Г.Д.Ткачевская и M.Е.Валейка (53) 621.785.533 (088.8) (56) Геллер 10.А. Инструментальные стали. — М.: Металлургия, 1968, с. 506.

МИТОМ, 1981, Ф 11, с. 19 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛЕЙ ПЕРЛИТНОГО КЛАССА (57) Изобретение относится к метал- . лургии, в частности к термической и химико-т ер мич ес кой о бр аб от ке д еталей из легированных сталей перлитного класса. Целью изобретения явИз обр ет ение относится к металлургии, в частности к термической и химико-т ермич еской обработке деталей из легированных сталей перлитного класса.

Целью изобретения является повышение износостойкости и уменьшение хрупкости при сохранении минимальной деформации.

Пример }. При изготовлении и обработке закаточных опорных шайб диаметром 80-120 мм и толщиной 3.5 мм из стали ХЗГ нитроцементацию проводят в печах СШЦ-6.4/9И1 и

ШП-10ВНЦ при регулировании углеродного потенциала атмосферы в пределах

1,1-1,2Х путем изменения расхода карбюризатора в пределах 6075 кап/мин. (Sl)S С 21 D 1/78, С 23 С 8/ 8 ляется повышение пзносостойкости и уменьшение хрупкости при сохранении минимальной деформации. Тонкостенные детали переменного сечения подвергают нитроцементацип H ат;1асфере пиролиза смеси, состоящей из равных объемных допей мовоэтаноламива. кубового остатка регенерапип этилово-го спирта н лимонно-кислого аммония.

Нитроцементагппв гровоцят сначала при 720-740 С в течение 150-180 мип, а затем повышают температуру со скоростью 100-120 град/ч до температуры, превышающей критическую на 10-20 С, после чего детали закалила.пт и подвергают отпуску при 250-280 С в течение 3-3,5 ч. э.п. ф-лы, 2 табл.

Для приготовления смеси, содержащей равные коли честна моноэтаноламина, кубового остатка этанола и лимонно-кислого аммония, берут моноэтаноламин, кубовый остаток регенерации технического этилового спирта, применяемый при г c - готовке изделий для испытаний, а тапке водный растВор лимонно-кислого аммония.

Шайбы диаметром 81,5 мм из стали

ХВГ поспе предварительного мсднения резьбовой части помещают связками по 4 шт., всего 12 связок на приспособлении в печь СГ1Ц и нитроце-, ментируют при 730 С в течение

180 мин, при расходе карбюризатора

60 кап/мин ° В «овце выдержки повью шают температур . цо 780 С за 30 мин

1б11951 и закаливают детали в подогретом до

50-70 С веретенном масле.

Отпуск проводят в течение 3 ч при 270 С с охлаждением на воздухе.

После обработки по предлагаемому

: режиму в атмосфере пиролиза равных объемов моноэтаноламина, кубового ос: татка регенерации этанола и водного

10 ., раствора лимонно-кислого аммония диффузионный слой имеет глубину 0,18 мм при содержании азота в слое 0,12%, углерода 1,15Х и имеет более однородную структуру и состав в сравнении с известным режимом.

Практически исключено выкрашива-! ние буртика формообразующего элемен9

t та при закатке банок, характерное, для всех известных режимов химикотермической, обработки стали ХВГ. Износостойкость и эффективное. время работы детали возрастает в 2,1 раза, деформация и поводка по плоскости и диаметру не превышают 15-20 мкм, что, практически не требует проведения механической обработки деталей после нитроцементации и закалки, улучшаются условия удержания смазки, не наблюдается нарушение лакового покрытия крышек при закатке.

В табл. 1 приведены сравнительные

30 свойства сталей перлитного класса при обработке по предлагаемому и известному способам.

П р и.м е р 2. Формообразующие матрицы обжимки для деформации тонколистовых материалов при гибке, выколотке, вырубке изготовляют из сталей 9ХС, ХВГ, Х, ШХ15 с суммой легирующих элементов не более 2, 57 перлитного класса. Обработку ведут по

40 предлагаемому способу. Вначале нитроцементируют детали в межкритической области, затем повышают температуру со скоростью 120 град/ч на 20 С выше критической и закаливают в мас- 45 ле. Отпуск ведут при 270 С в течение

180 мин с охлаждением на воздухе.

Характеристики каждой из обработанных сталей приведены в табл. 2, Пример 3. Корпуса нагнета- 50 тельных клапанов из стали ХВГ обрабатывают по предлагаемому способу, Нагрев для закалки и нитроцементации осуществляют в печи СКОЛ-ВНЦ с капальной подачей в рабочее пространство печи из бачка, через игольчатый клапан 50-70 капель/мин состава, содержащего равные объемы моноэтаноламина, кубового остатка этилового спирта и водного раствора лимоннокислого аммония. Для приготовления состава берут 220 мл монозтаноламина

220 мл кубового остатка и 220 мл водного насыщенного раствора аммония лимонно-кислorо.

После прогрева садки до 720 С и вьдержки в течение 150 мин повьппают температуру до 770 С со скоростью

110 град/ч и через 20 мин охлаждают детали в масле при 50-70 С. Отпуск осуществляют при 270 С в течение

3 ч, перенося детали на отпуск теплыми.

В результате корпуса имеют минимальную 2-5 мкм поводку по наружному диаметру и нулевую поводку по рабочему каналу, что лучше, чем в известном способе обработки. Износостойкость корпусов 7370 ч при работе на тяжелом топливе в. условиях контактного абразивного износа.

Вследствие мягкой закалки из межкритич еской области практически исключено выкрашивание в зоне канавки и резкого перехода сечений, характерное для стандартизованных корпусов.

На поверхности деталей нет следов окисления, твердость равномерна по сечению диффузионного слоя, практически не требуется шлифования перед доводкой деталей.

Результаты испытаний показывают, что инструмент, обработанный в окончательный размер, требует только полирования поверхности и имеет минимальную деформацию, снижается хрупкость по сравнению с известным способом, предусматривающим нитроцео, ментацию при 860-870 С, закалку и отпуск при 370 С. Эффективное время работы при динамических нагрузках возрастает в 1,7-1,8 раза.

Формула и з о бр ет ения

1. Способ термической обработки деталей из сталей перлитного класса, преимущественно тонкостенных переменнога сечения, включающий газовую нитроцементацию в процессе нагрева под закалку, закалку и отпуск, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости и уменьшения хрупкости при сохранении минимальной деформации, нитроцементацию проводят ступенчато, на первой

5 1á11951 ступени при 720-74ОоС в течение 150. 180 мин с последующим повышением температуры со скоростью 100120 град/ч до температуры второй ступени, превышающей критическую на 10-20 С, а отпуск проводят при

250-280 С в течение 3-3,5 ч °

1а

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что газовую нитроцементацию осуществляют в атмосфере пиролиза смеси, состоящей из равных объемных долей моноэтаноламина, кубового остатка регенерации этилового спирта и лимонно-кислorо аммония.

Таблица!

Марка стали, среда х.т.с.

ОтносительЛеформация по диаметру, мм еойства слоя

Ракии нитроцементации, эакалки, отпус парная яэкость

Пк/c ная иэносостойкость

Глубина, мкм

Т емп рат

Темп ратур отп у ка, а1В

Предлагаемый способ

100 250 812 О, 12

110 270 809 0,15

120 280 801 О, 15

120 250 827 О, 14 го,5

19,г

17,3

18,0

1 ° 5

1,7

1,8

1,5

0,05

0,06

О,О7

O,О7

720 150 770

730 180 790

740 180 790

740 150 790 ненастный способ

380. 729 О, 21

400 620 0,30

Природный гав-. аммиак

1,O

0,8

13,5 !

0,6

0,25

О, 28

860

840 140

860 120

Длительность отпуске лри 250 С 3,5 ч, при 280 C 3 ч.

Та бли па 2

Температура Среда нитроцемента или Иэи;1состойкость

Ф о эа кал ки, С ми н

Температура нитроцемента ции, С

Марка стали Температура критической точки Ас, 765

720

745

1!оноэтаиопамин

Кубовый остаток этанола

730

765

745

ШХ15

Лимонно-кислый аммоний

45-50 кап/мин

720

770

750

ХВГ

790

7ЭО

770

9ХС

Ф

Ч.целитель - предлагаемая, анаменатеэь - известная.

Составитель M.éeëàãóðoâ

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н. Гунько

Заказ 3814 Тираж 515 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Сталь IIIX!5, атмосФера пиролнга смеси 1:1:1 моноэтанолаиии, кубовый остаток втанолаэ лимонно-кислый амионий

8 770

114 50

9230