Способ комплексного упрочнения поверхности
Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к диффузионному насыщению поверхности инструментальной стали, и может быть использовано для повышения стойкости инструмента. Цель изобретения - увеличение стойкости изделий за счет повышения поверхностной твердости и ее плавного уменьшения к сердцевине. Изделия насыщают в две стадии - вначале при 900-950°С, а затем при 1000- 1100°С с суммарной выдержкой 2 ч в порошковой смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: титан 35,5-36,5; окись хрома 53,5-54,5; углерод 0,5-1,5; хлористый аммоний остальное. Это позволяет повысить стойкость инструмента в 2-5 раз. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51)5 С 23 С 10/54
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4637584/02 (22) 21,11.89 (46) 15. 01.91. Бюл. № 2 (75) М. Н.Луника (53) 621. 785. 53 (088.8) (56) Патент ФРГ № 2506112, кл. С 23 С 9/04, 1976.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО УПРОЧНЕНИЯ
ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к диффузионному насыщению поверхности инструментальной стали, и может
Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к диффузионному насыщению поверхности инструментальной стали карбидообразующими элементами, и может быть использовано для повышения стойкости и долговечности инструментов и деталей машин.
Цель изобретения — увеличение стойкости изделий за счет повышения поверхностной твердости и ее ллавного уменьшения к сердцевине.
Способ включает насьпцение изделий о в две стадии — вначале при 900-950 С, а затем при 1000-1 100 С с суммарной выдержкой 2 ч в порошковой смеси при сле)(ующем соотношении компонентов, мас.Е:
Титан 35 5-36,5
Окись хрома 53,5-54,5
Углерод, 0,5-1,5
Хлористый аммоний Остальное
2 быть использовано для повышения стойкости инструмента. Цель изобретения— увеличение стойкости изделий за счет повышения поверхностной твердости и ее плавного уменьшения к сердцевине, Изделия насыщают в две стадии — вначале при 900-950 С, а затем при 1000о
i 100 С с суммарной выдержкой 2 ч в порошковой смеси при следующем соотношении компонентов, мас.7,: титан
35,5-36 5, окись хрома 53,5-54,5; углерод 0,5-1,5; хлористый аммоний остальное. Это позволяет повысить стойкость инструмента в 2-5 раз.
1 табл.
В качестве углерода используют графитовый порошок, сажу или измельченный корбюризатор.
Так как коэффициент термического расширения карбидов хрома (9,4 х — 6 х10 град ) больше коэффициента термического расширения углеродистой стали, а твердость карбидов хрома (16000-18000 GIa) тоже имеет промежуточное значение, то создание подслоя, состоящего в основном из карбидов хрома, приводит к снижению напряжений между основным металлом и диффузионным слоем. Так как карбиды хрома образуются при более низкой температуре, чем карбиды титана, то для формирования комплексного двухслойного покрытия процесс проводят в две стадии. На первой стадии происходит образование подслоя, состоящего в основном из карбидов хрома с небольшим содержанием карбидов тита1620504 ки на микротвердость поверхностного слоя и стойкость инструмента.
Использование предлагаемого способа позволяет получить следующие преимущества: изменяя время выдержки на каждой стадии, можно варьировать толщину н нижнего и «ерхнего подслоя, а также их фазовый состав, тем самым получать оптимальные свойства диффузионного покрытия с учетом конкретных условий работы инструмента; повышается стойкость инструмента в 2-5 раз за счет плавного изменения твердости, начиная от основного металла и кончая его поверхностью, что исключает наличие нежелательного перепада напряжений в металле, формула изобретения
Способ комплексного упрочнения поверхности преимущественно инструментальной стали, включающий насыщение в смеси, содержащей порошки титана, окиси хрома и хлористого аммония, о т л и ч я ю шийся тем, что, с целью увеличения стойкости изделий за счет повышения поверхностной твердости и ее плавного уменьшения к сердцевине, насьш(ение проводят в две стадии — вначале при 900-950 С а зятем при 1000-1100 .С с. суммарной о ) выдержкой 2 ч, причем в насьпцающую смесь дополнительно вводят углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%.:
Смесь Состав насыщающей смеси,мас.% Режим ХТО
Толщина Микротнеркарбил- лость,МПа ных слоСтойкость шт.дет.
tO ев, мкм
1500
4 1000
4?500
900-1000
ЬО
ЬО
9
31
14
28
24
34
?1
16
36 540 Оэ5 9>5
36 54 05 95
36 54 О 5 9 5
1800
920-1020
2400
920-1020
950-1080
1200
36 54 05 95
900-1100
2100
36 54 1
5 на, так как нагрев производят в области температур 900-950 С, Твердость этого подслоя 18000-20000 МПа, на второй стадии происходит формирование
5 внешнего слоя, состоящего в основном из карбида титана, твердость которого достигает 45000 МПа. Нагрев на этой стадии производят при 10001100 С. Таким способ создается покрытие с более плавным переходом по твердости и коэффициенту термического расширения толщиной до 60 мкм при общей выдержке в области температур
900-1100"Г 2 ч.
Пример. Готовят смесь, состоящую из порошков титана, окиси хрома, хлористого аммония и графитового порошка. Смесь засыпают в металлические контейнеры, в которые затем по- 20 гружают образцы из стали Х12М, Кано, тейнеры «ыдержива1от при 920 С в течение 1 ч, затем температуру повышают до 10?A Со Выдержка при этой температуре составляет 1 ч в атмосфере
«одорода. Методами металлографического анализа, измерением микротвердости и микрорентгеноспектральным анализом на скацирующем электронном микpocI 18000-?.0000 МПа толщиной 75-30 мкм и состоит в основном из карбидов хрома с небольшим содержанием карбидов титана, а верхний подслой толщиной 1 :25-30 мкм состоит в основном из кар,,бидов титана с небольшим содержанием карбидов хрома, твердость которого 40000-45000 МПа,, В таблице показано влияние состава насьппа|ощей среды и режима. обработТ3. Сгг Оз Ы 1 Титан 35,5-36,5 Окись хрома 53,5-54,5 Углерод 0,5-1,5 Хлористый аммоний Остальное 1620504 Продолжение таблицы смеси,мас.й НН С1 Смесь в т. Ti Cr О, С С Ф, мин 8,5 36 54 . 1,5 8,5 10 (нзвест- 36 54 ньяи) 500 180 42 3100 1050 Составитель И.Дашкова Редактор M.Петрова Техред JI.Îëèéíûê Корректор Т.Палии Подписное Заказ 4221 Тираж BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ó êãoðîä, ул. Гагарина, 101 36 54 1 36 54 1 36 54 1 5 920-1020 60 24 60 28 950-1080 90 35 30 22 920-1020 60 26 60 34. 950-1080 30 22 90 38 19000 3100 18500 1300 19500 2800 20000 2200 44500
