Способ цементации деталей из коррозионностойких сталей мартенситного класса

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (1)876785

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено.10. 10 . 79 (21) 2827104/22-02 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет— (51)М. Кл.

С 23 С 11/18

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 301081. Бюллетень Н9 40 (53) ПЖ 621. 785. .51.52(088 ° 8) Дата опубликования описания 30.1081

Г.А.Бирюков, В.П.Кужаков, В.И.Белякова, т"

Л.Н.Васильева и Е.Ф.Филатова

1 (72) Авторы изобретения

1, Ф " 1 ИЖ ЦУ0„ "т, а - i . В.ЩЩ ррррр — — ==, 1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ ДЕТАЛЕЙ

ИЗ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ

МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА

Изобретение относится к металлур» гии, а именно к химико-термичес- . кой обработке коррозионностойкнх сталей, применяемых для деталей типа шестерен, валов, рессор, работающих в воздушной среде и рабочих жидкостях.

Наиболее близким к предлагаемому является способ цементации, заключающийся в удалении с поверхности деталей окисной пленки, нагреве до 9501000 С в присутствии хлористого аммония и вццержке в течение 10-.15 ч при подаче жидкого карбюриэатора— синтина. Охлаждение проводят на воздухе (1).

15 недостатком способа является то, что хлористый аммоний диссоциирует, при загрузке в разогретую печь и воздействует на поверхность детали 20 только в начале процесса цементации.

Такой процесс не обеспечивает равномерного удаления пассивной пленки, и следовательно, не обеспечивает равномерной цементации по всей поверх 25 ности детали. Недостатком этого способа является также черезмерно высокая концентрация углерода, трещины, нет плавности перехода концентрации углерода к сердцевине. 30

Цель изобретения — получение равномерного диффузионного слоя и исключение трещинообраэования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе цементации, включающем удаление с поверхности деталей окисной пленки, нагрев до 980-1000 С, выдержку в течение 10-15 ч при подаче жидкого карбюризатора — синтина и охлаждение на воздухе, удаление окисной пленки производят продувкой депассивирующей газовой смесью, состоящей из паров четыреххлористого углерода и аргона, подаваемой сначала до 1-1,5 л/мин на 10 л объема муфеля, подачи карбюризатора B течение

0,2-0,3 ч, затем в конце каждого, часа первой половины процесса цементации и s конце каждого второго часа второй половины процесса в течение 0,2-0,3 ч, при этом подачу жидкого карбюриэатора осуществляют ступенчато.

Причем депассивирующая смесь содержит аргон и хлористый углерод в соотношении 100:0,25 соответственно.

Кроме того, ступенчатую подачу карбюризатора осуществляют сначала в течение 3-5 ч в количестве 25-28 ка» пель/мин на 10 л объема муфеля, а

876785

Концентрация углерода по глубине слоя

Твердость, Наличие

HRC трещин

Равномерность по конфигурации образца детали

Способ

Сухая пескоструйная Обработка

Трещин не обнаружеНО

Равномер0,85 ная

2,85

Промывка в чистом бензине и сушка на воздухе

Предлагаемый

2,87

0,85

То же

2,92 затем до конца процесса цементации по 15-20 капель.

Все указанные условия позволяют создать на поверхности обрабатываемых изделий оптимальную концентрацию углерода (2,5-3,0%) с плавным уменьшением ее к сердцевине, что обеспечивает в свою очередь твердость в пределах 56-62 HRC и исключает об-. разование трещин. установленное количество газовой смеси обеспечивает равномерное удаление пассивной пленки с поверхности деталей. Уменьшение количества смеси или сокращение времени подачи может привести к неравномерной цементации деталей сложной конфигурации.

Увеличение количества смеси или времени ее подачи нецелесообразно, так как не улучшает качества цементации. . Оптимальная концентрация углерода достигается ступенчатой подачей карбюризатора — повышенной в первые часы процесса для обеспечения достаточно высокой (3,0-3,5%) концентрации углерода в поверхностных слоях и пониженной в последующее время выдержки, при которой увеличивается глубина слоя и уменьшается концентра. ция углерода на поверхности до оптимальной (2,5-3,0%) .

При постоянной подаче карбюриэатора или более высокой подаче при требуемой глубине слоя 1 мм концен- трация углерода превышает 3%, что вызывает образование трещин. При меньшей подаче не обеспечивается требуемая твердость (58 НАС).

Пример . Детали в количестве 40 шт. с углубленными беговыми .дорожками для роликов загружают в печь Ц35 беэ предварительной подготовки поверхности при 980 С. Непосредственно после загрузки производят продувку газовой смесью, соСостояние поверх- Глубина ности перед це- слоя, мм ментацией

Точечная поверхность фосфатирована, затем вылеживание на воздухе 10 сут 0,82 стоящей из паров четыреххлористого углерода и аргона, в течение 15 мин.

В течение всей выдержки цементации (10.ч ) производят периодическую продувку указанной смесью по 10 мин в конце каждого часа первых четырех часов и каждого второго часа остальных шести часов.

Карбюриэатор (синтин) подают в течение первых четырех часов (100 капель/мин) 25 на 10 л объема муфеля и (60 капель/мин) 15 на 10 л объема муфеля остальные шесть часов.

После цементации проводят термическую обработку по стандартному ре15 жиму — закалку от 950 С, обработку холбдом-70 С 2 ч и отпуск 300 С 2 ч.

Детали имеют равномерный слой глубиной 1,1 мм по всей конфигурации детали, в том числе и на углубленных

20 беговых дорожках, концентрацию углерода 2,8% и твердость 62 НЙС, трещин не обнаружено, Детали сложной конфигурации с внутренними канавками — наклонные шай-

25 бы иэ кОррОзиОннОстОйкОй cT83IH

ЭП875 загружают в печь Ц35 без предварительной подготовки поверхности при 980 С. Все параметры режима тао кие же как:в примере, за исключением выдержки, которая составляет 8 ч для получения слоя глубиной 0,70,9 мм. Вторая ступень процесса, отличающаяся подачей депассиватора и карбюризатора,составляет 4 ч.

35 После термической обработки по режиму, указанному в примере, детали имеют равномерный слой глубиной

0,9 мм, концентрацию углерода 2,6%, твердость 60 HRC, трещин не обнару40

Сравнительные данные по обработке известными и предлагаемыми способами представлены в таблице.

8i76785

Продолжение таблицы

) з (Точеная поверхность без какой либо подготовки 0,85

2,85

Трещины (15% деталей отбра64 ковано по трещинам) Неравномерная (95% отбраковано по неравномерности) 3,.28

Формула изобретения

Составитель Л.Бурлинова

Редактор М.Ткач Техред Т.Маточка Корректор М.Пожо

Заказ 9523/36 Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Известный Сухая пескоструйная обработка 0,85!

Таким образом, предлагаемый спо- 20 соб цементации обеспечивает получение равномерной по глубине слоя цементации по всей поверхности деталей сложной конфигурации с оптимальной концентрацией углерода в пределах g5

2 5-3,0.

Укаэанная концентрация углерода обеспечивает требуемую твердость

58-62 HRC и не вызывает образования трещин при охлаждении с температуры ЗО цементации и закалки в масле.

1. Способ цементации деталей из корроэионностойких сталей мартенситного класса, включающий удаление с поверхности деталей окисной пленки, нагрев до 980-1000 С,выдержку в течее . ние 10-15 ч при подаче. жидкого кар.— 40 бюрнзатора, например синтина, и дальнейшее охлаждение на возцухе отличающийся тем, что, с целью получения равномерного диффузионного слоя и исключения трещи- 45 нообразования, удапение окисной плен- ки производят продувкой депассивирую" щей газовой смесью, состоящей из паров четыреххлористого углерода и аргона, подаваемой сначала до 1-1,5 л/мин на 10 л объема муфеля, подачи карбюризатора в течение 0,2-0,3 ч,затем в конце каждого часа первой половины процесса цементации и в конце каждого второго часа второй половины процесса в течение 0,2-0,3 ч, при этом подачу жицкого карбюризатора осуществляют ступенчато.

2. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что депассивирующая газовая смесь содержит аргон и хлористый углерод в соотношении 100:

0,25 соответственно.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что ступенчатую подачу карбюризатора осуществляют сначала в течение 3-5 ч s количестве 2528 капель/мин на 10 л объема муфеля, а затем до конца процесса цементации по 15-20 капель/мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Инструкция BHAN ПИ 1.2.052-78.