Способ поверхностной обработки углеродистой стали

 

Способ поверхностной обработки углеродистой стали. Сущность изобретения: углеродистую сталь обрабатывают путем нагрева до 580-620°С в насыщающем составе , представляющем собой перегретый пар 10-30%-ного водного раствора карбамида. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (S()5 С 23 С 8/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4878754/02 (22) 03.10.90 (46) 23.08.93. Бюл. hh 31 (71) Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола Украины (72) Л.А.Тимофеева, Л.А.Солнцев и Э.В.Дун (73) Харьковский автомобильно-дорожный институт (56) Авторское свидетельство СССР

М 370277, кл. С 23 С 8/32. 1973.

Изобретение относится к материаловедению, в частности к химико-термической обработке сплавов, а именно к диффузион ному насыщению металлической поверхности в твердом состоянии элементами, повышающими эксплуатационные свойства материала.

Целью изобретения является повышение задиростойкости и улучшение прирэбатываемости за счет получения слоистой структуры на поверхности стали, Общим признаком предлагаемого способа поверхностной обработки углеродистой стали и прототипа является наличие в их составе воды и карбидами. Новым по сравнению с прототипом является особенности формирования и строения слоя, получаемого за счет взаимодействия с поверхностью перегретого пара 10 — 30 водного раствора карбэмида как насыщающей среды.

Предлагаемый способ поверхностной обработки углеродистых сталей с использованием перегретого пара как насыщающей

„„5U „„1836485 АЗ (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ (57) Способ поверхностной обработки углеродистой стали. Сущность изобретения: углеродистую сталь обрабатывают путем нагрева до 580-620 С в насыщающем составе, представляющем собой перегретый пар

10 — 30 -ного водного раствора карбэмида.

1 табл. среды, содержащей компоненты в указанном соотношении, позволяет: — получить слоистую структуру поверхностного слоя; — на этой основе повысить эадиростойкость и улучшить прирабатываемость углеродистых сталей.

Поверхностный слой, получаемый после QO обработки в атмосфере перегретого пара (ц) водного раствора карбамида при темпера- О, туре 600 + 20 С и времени выдержки 1 час, ф содержит соединения кислорода, углерода и азота с железом. Эти соединения, образующиеся в результате окислительно-восстановительных реакций, происходящих на поверхности металла, образуют слоистую структуру. Такая микроструктура поверхно- () стного слоя оказывает существенное влияние на задиростойкость.

Важной особенностью предлагаемого способа поверхностной обработки является то, что пластинчатый перлит матрицы в объеме новой фазы приобретает мозаичное строение. что положительно сказывается на

1836485

Способ обработки

Состав насыщающей среды

Структура поверхностного

Время обработки слоя

Водный раствор карба мида 200-1500 г/л воды и

Известный

Перлит пластинчатый, карбонитридный слой триэтаноламин

Перлит мозаичный, ./ на поверхности

Перегрерый

Предлагаемый пар воды

Карбамид слоистая труктура из окислов и нитридов железа улучшении при рабаты ваемости углеродистых сталей.

Предлагаемый способ поверхностной обработки может быть осуществлен следующим образом: шахтную печь нагревают до температуры 500-550 С, затем в нее загружают детали и нагревают их до рабочей температуры 580-..6gOÎÑ, Время выдержки составляет 1 ч,; За ем .обработку прекращают, отключают подачу, насыщающей среды, и производят охлаждение деталей вместе с печью до 550 С, после чего охлаждают на спокойном воздухе.

Насыщающая среда может быть получена следующим образом: расчетное количество карбамида (10-307) растворяется в нужном количестве воды, Полученный раствор заливают в емкость. в которой происходит его нагревание до образования перегретого пара водного раствора карбамида.

При увеличении количества воды свыше

90, поверхностный слой s основном состоит из окислов железа, что не обеспечивает образования слоистой структуры. Такой поверхностный слой, обладая достаточной зади ростойкостью, плохо при рабаты вается.

При содержании воды меньше 70, карбамид плохо растворяется, и это не приводит к достижению поставленной цели.

Оптимальные значения состава насыщающей среды для поверхностной обработки углеродистых сталей обеспечивают формирование в поверхностном слое слоистой структуры и мозаичного перлита. Такой по5. верхностный слой по структуре существенно отличается от получаемого по прототипу (табл,).

В предлагаемом изобретении поверхностный слой состоит из различных фаэ, ко10 торые формируются послойно. В матрицу насыщающие элементы диффундируют последовательно. На начальной стадии идет окисление перлита, в результате чего он получает мозаичное строение. Первый слой, 15 в основном, состоит иэ окислов железа, легированных другими элементами. Посл-. формирования первого подслоя идет образование следующего, который в основном

СОСТОИТ Из ОКИСИ НИТРИТОВ.

20 Формула изобретения

Способ поверхностной обработки углеродистой стали, включающий обработку в насыщающем составе, содержащем карбамиди воду,отличающийся тем, что,с целью повышения задиростойкости и улучшения прирабатываемости за счет получения слоистой структуры, обработку проводят при температуре 580 — 620 С, а в качестве насыщающего состава используют

30 перегретый пар 10-30 -ного водного раствора карбамида,