Способ цементации внутренней поверхности гильз пресс-форм

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцнапнстнческни

Республик (1)981445 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.02.81 (21) 3246018/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 15.12.82

Р М К з

С 23 С 9/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 785. .067.5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.С. Попов, Н.Н. Брыков и М.И.Андрущенко

Запорожский машиностроительный институ им.В.Я.Чубаря

Ъ4 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

ГИЛЬЗ ПРЕСС-ФОРМ

Цель изобретения — повышение иэносостойкости, ударной вязкости и прочности гильз пресс-форм эа счет исключения пятнистой твердости и зоны сплошных карбидов в цементацион30 ном слое.

Изобретение относится к химикотермической обработке стали и может быть использовано при цементации гильз пресс-форм из высокохромистых сталей в твердом карбюриэаторе °

Известен способ цементации деталей иэ высокохромистых сталей в активном карбюризаторе, где в качестве депассиваторов окисных пленок используют различные активные добавки, например NH C1, Na CO>, ВаС1, K+Fe(CN6)

3 Н,О (1).

Этот способ приводит к получению неравномерного цементационного слоя с пятнистой твердостью. Причиной образования пятнистой твердости является неравномерное смывание поверхности металла парами депассивирующих добавок из-эа наличия в некоторых местах плотного контакта между зернами тверРОРО карбюризатора и поверхностью металла, препятствующего равномерному смыванию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ цементации высокохромистых сталей в -твердом активном карбюризаторе с предварительной обмазкой деталей пастой из 99в графита (карбюриэатор) и 1%

K4 F e (C N ) (депассивирующая добавка) f2).

Недостатками данного способа являются образование пятнистой твердости цементационного слоя иэ-за возможного растрескивания защитной пасты в процессе ее подсушивания, сложное нанесение защитной пасты на внутреннюю

1р поверхность гильз пресс-форм технологически, в результате чего получается неравномерный слой пасты, который является причиной неравномерной диффузии углерода вглуб металла, значительная трудоемкость. Кроме того, известный способ, обеспечивая улучшение в отношении пятнистой твердости (не исключая ее), вызывает появление зоны сплошных карбидов в цементационном слое. Объясняется зто тем, что на поверхность металла одновременно из защитной пасты и активного карбюризатора генерируется избыточное количество активного углерода.

981445

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу цементации гильз пресс-форм иэ высокохромистых сталей, включающем погружение деталей в твердый карбюризатор, нагрев и выдержку при температуре насыщения, дополнительно перед погружением в карбюриэатор внутреннюю поверхность гильзы отделяют от карбюриэатора перфорированным термостойким материалом с образованием замкнутой полости, or раниченвой внутр fllipA поверхностью гильзы и поверхностью перфорированного материала.

Отделение внутренней поверхности гильз пресс-форм от активного карбюри- (5 затора с образованием полости в непосредственной близости от внутренней поверхности гильз создает условия для интенснвного беспрепятственного омывания внутренней поверхности гильз 20 парами депассивирующих добавок актив-ного карбюризатора в процессе цементации, При этом происходит полное восстановлен!иР пассивной пленки окислов 25 хрома и беспрепятственная равномерная диффузия углерода вглубь металла, что обеспечивает полное исключение пятнистой твердости и зоны сплошных карбидов, которые предопределяют износостойкость и прочностные свойства внутренней рабочей поверхности гильз пресс- форм.

Пример . Предлагаемый способ испытан в лабораторных условиях.

Проводят цементацию гильз прессформ иэ стали 12Х13 для прессования огнеупорных трубок (внутренний диаметр гильзы — 140 мм, толщина стенки6 мм, высота — 600 мм) двумя способами: известным способом в твердом карбюризаторе с защитой поверхности гильзы пастой, состоящей из 99% графита и 1% K4 Fe(CN)>, нанесенной на внутреннюю поверхность гильзы слоем толщиной 2 мм, и предлагаемым спо- 45 собом, при котором внутреннюю поверхность гильзы изолируют листовой сталью толщиной 1 мм, с диаметром выполненных отверстий, меньшим нижнего предела фракции карбюриэатора, а 5О именно С 5 мм, расстояние между центрами отверстий равно 8 мм.

Изоляцию производят таким образом, что мЕжду поверхностью стального перфорированного листа и внутренней поверхностью гильзы пресс-форм образуется замкнутая полость.

Расстояние между ограничивающими эту полость поверхностями берут в пределах 3-4 мм с учетом исключения касания поверхностей при деформации их в процессе цементации.

Затем гильзу с изолированной внутренней поверхностью помещают в цементационный ящик и засыпают активным карбюриэатором.

Н качестве карбюриэатора используют смесь равных частей свежего и отработанного бондюжского карбюриэатора (ГОСТ 2407- 73) и 15% йа Со (сода кальцинированная).

Цементационный ящик герметиэируют огнеупорной глиной и загружают в нагревательную печь.

Цементацию проводят при 1030-1040 С

9 ч, а закалку производят от температуры цементации.

Металлографические исследования образцов, вырезанных из различных участков гильзы, показывают, что полученный цементационный слой по предлагаемому способу характеризуется высокой равномерностью распределения углерода по всей площади внутренней поверхности гильзы и в макроструктуре образца не наблюдается ни одного

"мягкого" пятна. Таким образом полностью исключается пятнистая твердость внутренней поверхности гильз пресс-форм, в результате чего обеспечивается ее высокая износостойкость, Для определения ударной вязкости иэ цементованных гильз вырезают образцы 10-10-55 мм в продольном направлении.

Такие же образцы подвергают испытаниям на статический изгиб при расстоянии между опорами 40 мм.

Твердость замеряют на образцах, вырсзанных по высоте гильзы через

100 мм.

Испытания на износостойкость проводят на лабораторной установке, иммитирующей условия изнашивания гильз пресс-форм при изготовлении стопорных огнеупорных трубок.

Результаты испытаний приведены таблице.

981445

Разрушающая нагрузка на изгиб, кг

Твердость внутренней поверхности

Относительная иэ носо стойкость

Ударная вязкость, кгм/смь

Сйособ

Толщина цементационного слоя, мм

Твердость

HPC

Расстояние от нижней кромки, ММ

50-57

Известный

48-55

50-60

150

1100-1250 1

О, 8-1,2

250

0,9

50-58

350

48-56

450

49-57

550

52-54

Предлагаемый

51-54

150

1900-2100 1,9

1,8-2,0

52-54

250

0i 9

350

5 3-55

450

550

52-54

Использование предлагаемого способа цементации внутренней поверхности гильзы пресс-форм по сравнению с существующими способами позволяет повысить износостойкость внутренней поверхности гильз, которая определяет их долговечность в процессе эксплуатации и условиях абразивного износа, ударную вязкость и прочность гильз,,которые определяют их надежность при эксплуатации.

Таким образом, промышленное осуществление предлагаемого способа . проще, производительнее, качественнее и по предварительным расчетам дает экономический эффект 0,3 руб. на 1 т огнеупорных иэделий.

Формула изобретения

Способ цементации внутренней поверхности гильз пресс-форм иэ высокохромистых сталей, включающий погружение деталей в твердый карбюризатор, нагрев и выдержку при температуре насыщения, отличающийся тем, что, с целью повыаения износостойкости, ударной вязкости и прочности, дополнительно перед погружением в карбюризатор внутреннюю поверхность гильзы отделяют от карбюриэатора перфорированным термостойкнм материалом с образованием замкнутой

981445

Составитель Н.Шепитько

Редактор Л.Авраменко Техред К.Мыцьо

Корректор,N. Немчик

Заказ 9642/41 Тираж 1053 Подписное

ВНИИПИ Государственнога комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 полости, ограниченной внутренней поверхйостью гильзы и поверхностью перфорированного материала.

Источники информации, принятые во внимание при эксперткзе

1. Вишняков Д.Я.Труды Московского авиационного технологического института, вып. 50. М., Оборонгиэ, 1961, с.17-23.

2. Слободинский И.И., Бондарев Г.И.

Прогрессивная технология термической химико-термической обработки . Кемерово, МИИИПТмаш, 1971, с.59-60.