Способ газовой низкотемпературной нитроцементации инструмента из высоколегированных штамповых сталей (слои насыщения от 0,05 мм до 0,12мм) с оптимальным карбонитридным поверхностным слоем в вакуумных печах

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2782413:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") (RU)

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке инструмента из штамповых сталей (3Х3М3Ф, 4Х5МФС и др.), и может быть использовано для упрочнения всех видов штампового инструмента, работающего в условиях интенсивного трения и динамических нагрузок. Способ газовой низкотемпературной нитроцементации штампового инструмента из высоколегированных штамповых сталей в вакуумной печи включает следующие операции. Проводят вакуумирование печи, предварительный нагрев упомянутого инструмента в бескислородной атмосфере в среде азота, последующее диффузионное насыщение азотом и углеродом в среде молекулярного газа азота 50%, аммиака 25% и экзотермического газа 25% при температуре 500-570°С в течение 60-180 мин. Затем осуществляют последующее охлаждение в среде газообразного азота до температуры, меньшей или равной 200°С. Обеспечивается повышение ресурса штампового инструмента из высоколегированных штамповых сталей в газовой среде в вакуумных печах, что позволяет обеспечить повышение стойкости режущего инструмента в 2-2,5 раза и улучшить экологическую безопасность.

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке инструмента из штамповых сталей (3Х3М3Ф, 4Х5МФС и др.), и может быть использовано для упрочнения всех видов штампового инструмента (матрицы, вставки, пуансоны и т.д., работающих в условиях интенсивного трения и динамических нагрузок.

Существующие методы упрочнения штампового инструмента упрочнение штампового инструмента в расплавах цианистых солей.

Недостатками упрочнения в расплавах цианистых солей является жесткие требования к безопасности выполнения технологического процесса (особые условия хранения исходных солей, утилизации отработанных солей, требуется полностью изолированный технологический участок, ручная работа, сложности автоматизации процесса)

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение ресурса штампового инструмента из высоколегированных штамповых сталей в газовой среде в вакуумных печах, что позволит обеспечить повышение стойкости режущего инструмента в 2-2,5 раза, улучшить экологическую безопасность.

Технический результат газовой низкотемпературной нитроцементации штампового инструмента из высоколегированных штамповых сталей в вакуумной печи достигается тем, что проводят вакуумирование печи, предварительный нагрев упомянутого инструмента в бескислородной атмосфере в среде азота, последующее диффузионное насыщение азотом и углеродом в среде молекулярного газа азота 50%, аммиака 25% и экзотермического газа 25% при температуре 500-570°С в течение 60-180 мин и последующее охлаждение в среде газообразного азота до температуры меньшей или равной 200°С.

Обработка проводится различных видов штампового инструмента на слои насыщения 50-120 мкм в зависимости от вида инструмента с упрочненным слоем, состоящим из диффузионного слоя (α-фаза) и нитриды легирующих элементов, с минимальным количеством (2-4 мкм) поверхностных карбонитридных фаз (ε-фаза) с 0,8-2,5% углерода и 4,5-6% азота, уменьшающая хрупкость карбонитридной фазы. Твердость поверхности насыщенного слоя HV0.3≥950.

Способ газовой низкотемпературной нитроцементации штампового инструмента из высоколегированных штамповых сталей в вакуумной печи, отличающийся тем, что проводят вакуумирование печи, предварительный нагрев упомянутого инструмента в бескислородной атмосфере в среде азота, последующее диффузионное насыщение азотом и углеродом в среде молекулярного газа азота 50%, аммиака 25% и экзотермического газа 25% при температуре 500-570°С в течение 60-180 мин и последующее охлаждение в среде газообразного азота до температуры, меньшей или равной 200°С.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к получению стали, предназначенной для изготовления деталей машин, в частности шестерен. .

Способ цианирования стальных или титановых изделий // 2349432

Изобретение относится к области черной металлургии и машиностроению, а именно к способам цианирования стальных или титановых изделий. .

Способ изготовления деталей из мартенситно-стареющих сталей // 2256706

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической и химико-термической обработке деталей из высоколегированных мартенситно-стареющих, применяемых для изготовления деталей в судостроении, авиастроении и космической технике. .

Способ химико-термической обработки стальных изделий // 2180017

Изобретение относится к области химико-термической обработки стальных изделий, в частности к нитроцементации, и может быть использовано при изготовлении труб и трубных изделий с упрочненной внутренней поверхностью. .

Способ упрочнения режущих деталей машин и инструментов // 2131468

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, изготовлению режущих деталей машин и режущего инструмента. .

Способ нитроцементации чугунных деталей // 2118397

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и может быть использовано для упрочнения способом нитроцементации чугунных деталей, преимущественно трущихся, например, чугунных поршневых колец. .

Способ изготовления деталей из конструкционных среднеуглеродистых экономнолегированных сталей // 2117069

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при изготовлении стальных деталей машин и инструмента с поверхностным упрочнением. .

Способ цианирования изделий // 2107745

Изобретение относится к химико-термической обработке стали и может быть использовано при цианировании поверхности металлоизделий, в частности стальных труб. .

Способ химико-термической обработки инструментальных сталей // 2093604

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам газовой нитроцементации. .

Способ нитроцементации стали // 2082820

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при поверхностном упрочнении деталей машин с применением экологически чистых технологий. .

Способ газовой низкотемпературной нитроцементации инструмента из быстрорежущих сталей (слои насыщения до 0,05 мм) без карбонитридного высокоазотистого поверхностного слоя в вакуумных печах // 2782414

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении. Способ газовой низкотемпературной нитроцементации режущего инструмента из быстрорежущей стали в вакуумной печи включает следующие операции. Проведение вакуумирования печи, заполнение печи газообразным азотом, предварительный нагрев режущего инструмента до температуры насыщения 520-550°С в бескислородной атмосфере в среде азота, насыщение в среде азота 70%, аммиака 15% и экзотермического газа 15% в течение 10-60 мин. Последующее охлаждение в среде газообразного азота до температуры, меньшей или равной 300°С. Обеспечивается повышение ресурса режущего инструмента из быстрорежущих сталей, повышение качества упрочнения режущего инструмента с получением упрочненных слоев в диапазоне 20-50 мкм без поверхностной нитридной ε-фазы с твердостью HV0,3≥1050.