Способ газовой цементации

 

"3 .В. К. Афанасьев, Г. T. Коровин, А. T,::Ìàëûõ -u М. А. Демченко

1 с (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ

Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к процессу цементации стальных изде-лий.

Известно, что предварительное окисление и обезуглероживание перед цементацией влияют на структуру и глу= бину цементованного слоя (1). Для большинства сталей цементованный слой после предварительного обезуг о лероживания и окисления оказывает- . ся больше.

Наиболее близким к предлагаемому

15 по технической сущности и достигаемому результату является способ цементации после предварительного окисления стальных образцов. В этом способе стальные .образцы выдерживают в печи при 350-400 С до получения на поверхности интенференционно акоашенной пленки и затем подвергают е цементации по известной схеме различное время. Глубину слоя у образ2 цов с окисленной поверхностью получают больше, чем у образцов с неокисленной поверхностью 1 2).

Однако интенсификация процесса цементации этим способом незначительна.

Цель изобретения - дальнейшая интенсификация процесса цементации в .газовых средах.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу газовой цементации включающему .предварительное окисление поверхности стальных образцов, предварительное окисление проводят в атмосфере паров водного раствора хлористого натрия при концент-, рации паров . в атмосфере 10-200 г/м.

Кроме того, окисление проводят при)00(1 06С>течение1060мин °

Раствор хлористого натрия используют концентрации 1-иь.

Окисление стали в атмосфере водных паров хлористого натрия протекает более активно, также одновременно с окислением идет процесс обезуглеро3 98696 живания, вследствие этого интенсифицируетоя процесс насыщения стали углеродом.

При концентрации паров хлористо.го натрия в атмосфере менее 10 г/м процесс окисления и обезуглероживания идет замедленно и недостаточно эффективно ускоряет процесс цементации, обработка стали в атмосфере паров водного раствора хлористого нат- 1в рия концентрации более 10 г/м ускоряет процесс цементации. Обработка стали в атмосфере паров водного раствора концентрацией более 200 г/м также не ускоряет цементации. 1$

Окисление стали при температурах ниже 400 С протекает замедленно, поэ- .тому для получения достаточной эффективности способа нужно значительно удлинять время предварительной об- уз работки, что приводит K нерациональной затрате энергетических ресурсов и снижению производительности оборудования. Выдержка предварительной обработки менее 10 мин оказывает .на фз процесс цементации недостаточно эффективное действие. Повышение температуры и длительности выдержки в атмосфере паров водного раствора хлористого натрия выше указанных пределов не приводит к дальнейшей интенсификации процесса цементован1ого слоя .

Применение для предварительной обработки деталей водного раствора хлористого натрия концентрацией меньше 14 недостаточно эффективно интенсифицирует процесс последующей цементации,.а повышение концентрации раствора выше 4 не приводит к даль- нейшему .ускорению цементации, и, I

4 - 4 кроме того, количество токсичных -. :еществ, образующихся при разложении хлористого натрия, будет увеличиваться.

Пример . Предварительное окисление проводят в лабораторной муфельной печи. Для образования паров раствор подается в печь через металлическую трубку, концентрация паров регулируется скоростью подачи раствора.

Цементацию проводят в безмуфельных проходных агрегатах, карбюризатором служит природный газ, разбавленный эндогазом, Цементации подвергают цилиндрические образцы диаметром 30 мм из стали 25ХГТ после токарной обработки. Все образцы загружают в один поддон. Глубина цементованного слоя определяется мвталяографически до середины переходной эоны, В таблице приведены результаты измерения глубины слоя, твердости после закалки и режим окисления образцов.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что эффективность способа высокая: после предварительного окисления глубина цементованного слоя увеличивается на О, 10-0,35 мм, Предварительное окисление деталей предлагаемым способом позволяет сократить время цементации при сохранении глубины слоя 0,9 мм на 2-4 ч без значительного изменения поверхностной твердости. Интенсификация процесса цементации повышает производительность цементационных агрегатов и сокращает энергетические затраты на цементацию деталей.

98696(4

1

1 (I

I

I

1

1

1

1

l !

1 б !

1 !

1

1

5 о 3 сы

Х я

I- л о z о е

g x а

-а

° а

РО

LA (л л (лъ

LA

О

О л

О

СО

° .!

1

I

3

I

1

1

I

1

I !

I !

1

1 .! б

1

I

1 !

1 о ф.К

Мб

«М

М

О\ л

О

З\

О е с

=т о л

О е о

Д х (е

I Ф

1

I !

4

I

I

I

I

1

1 (4

I

I

4

I

1 I

I

I

1

1.

1 !

1

I

I

l

I

I

I

1

1

1 !

4

1

I

I е о еа е >з

I»

О

О

М\

О

О

C( О !

C(О

CA

C)

>Ч

C(МЧ(О

О (О

С!

4

I (1 (I

1 О

1 m

1I

-I

I (Ч

I (L

X е z а z ((>

Й

4

1 !

I

1

1 О

I М\ б (. О л

4. л

I

I

1

4 1 е х

Q.

6I

> о о с

Q ((: е z

>д

jl

Z (о

Ф

5

I о о

z е бз

ВМ о о

C (.Э

I 1 1

1 I- I

3 д «3

1 Q I

=(z

I Д D ô б о е ъ а

5 — -.4 (о

1 m X 1

1.1- Е ( о а(е о

1 Д ф л

С О(-б оее

az

1 б

1

4

1

1

1

I !

I

1

1 б

I

II

1

1

I

I

1

1

1.

I

I

I

1

1

1

I (1

1

1

1

1

I

I !

1

1 !

1

l б

1

I

I

1 !

1

I

I !

l

I !

1 Лй

l

I б.

1

1

1.

1

l

4

4

1

1

1

1

I !

I

1, I

I

1

1

I б

I

1

3

1 (I

1

1 б

4

I

1

I

I (1

1

4

1 (!

I

I

1

1

1

1

1 е 3 -л

v z о

X Е (- с

Е I

Q I

Фа(1 ф 5

I L >С

> е о (v

2 =.

1--. о. э

Q (g (5 аа

1 1

I 3

LA 1

I. I

I

I

I

I

1.

1

4

I

3

I

1

1

1

1

1

1

3I

I

1

1

3

1 б

1 б

Ю. (лъ

М\

ЯЪ л

О

М\ л

О б Ъ

О

СЭ (Ч

986964

Формула изобретения г

Составитель Н. Шепитько Редактор Н. Киштулинец Техред И. Гергель Корректор A. Гриценко

Заказ 10216/4 Тираж 954

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Иосква. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал nflfl "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная. 4

1. Способ газовой цементации, включающий предварительное окисление поверхности стальных изделий S при повышенных температурах и последующее насыщение в углеродсодержащей среде, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса цементации, предварительное окисление проводят в атмосфере паров водного раствора хлористого натрия при концентрации паров в атмос" фере 10-200 г/м .

2. Способnoï. 1, отличаюшийся тем, что окисление проводят пои 4Q9-950 С в течение 10-60 мин, 3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ч а ю шийся тем, что используют раствор хлористого натрия концентрации 1-404.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

I. .РЖ "Иеталлургия", 1971. N 9, реф. К9И88 "Влияние поверхностного. окисления и обеэуглероживания стали перед науглероживанием на микроструктуру науглероженного слоя".

2. девочкин О, В., Воронцов Е.С. и филинов В. Н. Влияние . предварительного окисления на процесс цементации стали . Изв . высш . учеб. заведений. Черная металлургия, 1975, с. 18-21 .