Способ нитроцементации стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, преимущественно из быстрорежущих и легированных сталей, и может найти применение в станкостроительной , машиностроительной и других отраслях промышленности для упрочнения режущего инструмента и пресс-форм Цель изобретения - повышение поверхностной твердости и износостойкости. Способ включает нагрев до температуры насыщения 1100 - 1200°С и насыщение при подаче со скоростью 2-4 мл/мин паров аминов жирного ряда, закалку и отпуск. В качестве аминов жирного ряда используют диэтиламин, метиламин, дибутиламин. Использование способа позволяет повысить поверхностную твердость режущего инструмента и пресс-форм в 1,2 - 1,3 раза, а износостойкость - в 2,0 - 3,5 раза. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУбЛИК () 9) () I ) (5()5 С 23 С 8/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И С)ТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

3Щ00@ргр,;-.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° вааЪ i о

О

О

ОО

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757075/02 (22) 21.09.89 (46) 30.09.91. Бюл. М 36 (71) Н ижего родс кое ста н костроител ьное производственное объединение (72) А,М.Слушков, Н.Н.Смирнов и Н.П.Пухин (53) 621.793.669.586.5 (088.8) (56) Химико-термическая обработка металлов и сплавов; Справочник. /Под ред.Л.С.Ляховича, M. Металлургия, 1981, с.28. (54) СПОСОБ НИТРОЦЕMЕНТАЦИИ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, преимущественно из быстрорежущих и легированных сталей, и

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий преимущественно из быстрорежущих и легированных сталей; и может найти применение в станкоинструментальной, машиностроительной и других отраслях промышленности для упрочнения режущего инструмента и пресс-формы.

Цель изобретения — повышение поверхностной твердости и износостойкости режущего инструмента и пресс-форм, изготовляемых из быстрорежущих сталей, и обеспечение безопасности работы.

Способ включает нагрев до 1100—

1200 С и насыщение углеродом и азотом при подаче со скоростью 2 — 4 мл/мин паров аминов жирного ряда в течение — 1,5 ч, затем проводят закалку и отпуск. В качеможет найти применение в станкостроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности для упрочнения режущего инструмента и пресс-форм. Цель изобретения — повышение поверхностной твердости и износостойкости. Способ включает нагрев до температуры насыщения

1100 — 1200 С и насыщение при подаче со скоростью 2 - 4 мл/мин паров аминов жирного ряда, закалку и отпуск. В качестве аминов жирного ряда используют диэтиламин, метиламин, дибутиламин, Использование способа позволяет повысить поверхностную твердость режущего инструмента и пресс-форм в 1,2 — 1,3 раза, а износостойкость — в 2,0 — 3,5 раза. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл. стве аминов жирного ряда используют диэтиламин, метиламин, дибутиламин.

На чертеже дана установка для осуществления предлагаемого способа у))рочнения поверхности изделий, продольный разрез.

Способ осуществляется следующим образом.

Кожух 1, установленный на основании 2 стойки 3, поднимают по направляющим, открывая доступ к подложкодержателю 4. Изделия 5, заключенные в гильзы 6, вставляют в отверстия подложкодержателя 4. При этом торцы всех гильз 6, кроме одной, опираются на шарики 7сепараторного кольца 8. Так как шток 9 во время загрузки находится в верхнем положении, то на торец шайбы 10 опирается лишь одна из гильз 6. Кожух 1 опускают на основание 2. Включением ваку1680798 умного насоса из камеры 11 через трубопровод 12 удаляют воздух. Одновременно включают йагреватель 13. При разрежении, в камере 11, равном 1 10 мм рт.ст., в штоковую полость гидроцилиндра 14 подают давление. Шток 9 вместе с шайбой 10 отходит от торца гильзы 6 внутрь подпружиненного стакана 15. Под действием силы тяжести гильза 6 с изделием 5 также опускается в подпружиненный стакан 15, который вместе со штоком 9 перемещается в глубь емкости 16. Когда иэделие 5 находится в

Закалочном узле индуктора (17 и 18), предназначенного для нагрева изделия до закалочной температуры, к поверхности изделия через специальный ввод подают пары амина со скоростью 2 — 4 мл/мин. При этом происходит термораспад аминов на поверхности изделия и упрочнение поверхности за счет насыщения азотом (образование нитридов) и углеродом (образование

Карбидов и пироуглеродов). Время выдержки изделия при заданной температуре определяется глубиной упрочнения поверхности изделия. Закаленное изделие 5 возвращается в камеру 11. Повышают давление в бесштоковой полости гидроцилиндра 14.

Шток 9, перемещаясь в обратном направлении, выносит изделие 5 в камеру 11. При этом край подпружиненного стакана 15 входит в отверстие сепараторного кольца 8 и останавливается. Шток 9 с шайбой 10, продолжая движение, возвращает гильзу 6 с изделием 5 в первоначальное положение. В камере 11.закаленное изделие нагревают до 500 — 600 С и производят высокотемпературный отпуск. По окончании процесса с помощью привода 19 поворачивают подложкодержатель 4. Изделие 5 выводят из зоны отпуска, а на ее место подают другое, прошедшее упрочнение (насыщение азотом и углеродом) и закалку. После того, как все изделия 5 пройдут все стадии закалки и отпуска, их извлекают из камеры 11. Процесс можно проводить как в вакууме при давлении 1 10" — 1 10 мм рт.ст., таки в инертной среде при нормальном давлении.

Пример 1.,Незакаленные фрезы из стали Р6М5 нагревают при нормальном давлении в среде аргона при 1100 — 1200ОС в течение 1 ч. При этом в зону нагрева изделия подают диэтиламин со скоростью 2 мл/мин, затем обработанное изделие отпускают в масло и охлаждают, после чего фрезу подвергают высокотемпературному отпуску при 550 С. Установлено, что микротвердость поверхности составляет 1700 кг/мм . а на глубине 50 мкм Н =-1400 кг/см . При рассмотрении поверхности фрезы под микроскопом

MMP-2P трещин на поверхности не обнаружено, В табл.1 представлены результаты исс-. ледованиц фрез после обработки по известному и предлагаемому способам.

Пример 2. Пресс-форму, выполненную из стали 40Х, нагревают в вакууме

1 10 мм рт.ст, при 1100 С в течение 1,5 ч. B зону нагрева изделия подают пары дибутиламина со, скоростью 4 мл/мин. При этом происходит их термораспад на поверхности иэделия и упрочнение последней за счет насыщения азотом и углеродом. Кроме того, на поверхности изделия образуется

20 блестящая графитовая пленка толщиной 10 мкм, Экспериментально установлено. что микротвердость поверхности изделия составляет 1600 кг/мм, а на глубине 50 мкм

Н=1250 кг/мм, Шероховатость поверхно2 сти до закалки Pa=0,34 мкм, а после закалки ! Ра=0,17 мкм.

В табл.2 приведены данные по стойкости пресс-формы для прессования резино30 вых сальников.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с иэвестным повысить твердость поверхностного слоя в 1,2 — 1,3 раза. а износостойкость режущего инструмента и пресс-форм — в 2—

3,5 раза

Формула изобретения т м нт ии тальных нагрев до температуры насыщения и насы щение в продуктах распада жидких углеводородов, закалку и отпуск, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения поверхностной твердости и износостойкости, нагрев проводят до температуры насыщения 1100 — 1200 С, а в качестве жидких углеводородов используют амины жирного ряда, которые подают со скоростью 2 — 4 мл/мин, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аминов жирного ряда используют диэтиламин или метиламин, или дибутиламин.

1. Способ ни роце е ац с изделий преимущественно из быстрорежу40, щих и легированных сталей, включающий

1680798

Таблица1

Обработка по известному способу (после обработки диаметр фрезы уменьшился от 2 до 5,). !

Та бл и ца2

М

Обработка ho известному способу(при скорости подачи паров амина меньше 2 мл/мин износостойкость изделий не увеличивается, а при скорости подачи паров амина более 4 мл/мин увеличивается хрупкость.).

1680798

Составитель Н. Сункина

Редактор M. Петрова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Кучерявая

Заказ 3287 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101