BG3469U1 - Composition of powder medium for nitriding of steels - Google Patents

Composition of powder medium for nitriding of steels Download PDF

Info

Publication number
BG3469U1
BG3469U1 BG4596U BG459619U BG3469U1 BG 3469 U1 BG3469 U1 BG 3469U1 BG 4596 U BG4596 U BG 4596U BG 459619 U BG459619 U BG 459619U BG 3469 U1 BG3469 U1 BG 3469U1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
nitriding
nitrogen
steels
medium
activator
Prior art date
Application number
BG4596U
Other languages
Bulgarian (bg)
Inventor
Олег Атанасов
Стефанов Атанасов Олег
Димитър Кръстев
Марков Кръстев Димитър
Боян Йорданов
Илиев Йорданов Боян
Original Assignee
Илиев Йорданов Боян
Марков Кръстев Димитър
Стефанов Атанасов Олег
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Илиев Йорданов Боян, Марков Кръстев Димитър, Стефанов Атанасов Олег filed Critical Илиев Йорданов Боян
Priority to BG4596U priority Critical patent/BG3469U1/en
Publication of BG3469U1 publication Critical patent/BG3469U1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

The utility model relates to the composition of a powder medium for the chemical-thermal treatment of metals, in particular for the nitriding of steels in a solid medium, and finds application in metallurgy and mechanical engineering for the surface modification of components and products, including those operating in conditions of wear-and-tear and corrosion. The created powder medium for nitriding of steels includes nitrogen-containing agent and activator, as the nitrogen-containing agent is crushed nitrided metallic manganese with nitrogen content over 7% and size less than 0.4 mm, and the activator is ammonium chloride with size less than 0.2 mm, and the ratio of components in weight percent is nitrogen-containing agent - from 95 to 98, activator - from 2 to 5.

Description

Област на техникатаField of technology

Полезният модел се отнася до състав на прахова среда за химико-термично обработване на метали, по-конкретно за азотиране на нелегирани и легирани стомани в твърда среда и намира приложение в металургията и машиностроенето за повърхностно модифициране на детайли и изделия, в това число такива, работещи в условия на износване и корозия.The utility model relates to the composition of a powder medium for chemical-thermal treatment of metals, in particular for nitriding of non-alloy and alloy steels in a solid medium and is used in metallurgy and mechanical engineering for surface modification of parts and products, including those operating in conditions of wear and corrosion.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Азотирането е част от химико-термичната обработка на метали и сплави и представлява повърхностно дифузионно насищане е азот е цел получаване на азотиран слой, което повишава твърдостта, якостта, износоустойчивостта и корозионната устойчивост на повърхността на обработваните метални детайли.Nitriding is part of the chemical-thermal treatment of metals and alloys and is a surface diffusion saturation. Nitrogen is the purpose of obtaining a nitrided layer, which increases the hardness, strength, wear resistance and corrosion resistance of the surface of the treated metal parts.

Азотиране на стомани се извършва в различни азотосъдържащи среди - газова, течна, твърда или в плазма, в температурен диапазон 400-1000°С в зависимост от метода и средата.Nitriding of steels is performed in different nitrogen-containing media - gas, liquid, solid or plasma, in the temperature range 400-1000 ° C depending on the method and the environment.

Газовата среда е най-често използвана при азотиране на стомани. Това е среда от амоняк, който при температурите на процеса дисоциира е отделяне на активен азот. Активният азот се адсорбира на повърхността на стоманата и дифундира в дълбочина, при което се получава азотиран слой е определени характеристики в зависимост от параметрите на процеса. Основен недостатък на тази среда е нейната висока токсичност и необходимостта от специализирано оборудване за регулиране на параметрите й. Това оскъпява процеса и увеличава себестойността на обработваните детайли.The gaseous medium is most often used in the nitriding of steels. This is a medium of ammonia, which at process temperatures dissociates is the release of active nitrogen. The active nitrogen is adsorbed on the surface of the steel and diffuses to a depth, whereby a nitrided layer is obtained, certain characteristics depending on the process parameters. The main disadvantage of this environment is its high toxicity and the need for specialized equipment to regulate its parameters. This makes the process more expensive and increases the cost of machined parts.

Азотирането в плазма е високотехнологичен процес, който се извършва във вакуумни пещи, в които среда от азот и водород или амоняк се йонизира в тлеещ разряд на повърхността на обработваните детайли. Азотирането в плазма изисква сложно и скъпоструващо оборудване, което прави процеса скъп и неефективен при дребносерийно производство.Plasma nitriding is a high-tech process that takes place in vacuum furnaces in which a medium of nitrogen and hydrogen or ammonia is ionized in a glow discharge on the surface of the workpiece. Plasma nitriding requires complex and expensive equipment, which makes the process expensive and inefficient in small-scale production.

Като течна среда за азотиране на стомани се използва стопилка на соли, съдържащи цианиди и цианати, които са силно токсични.As a liquid medium for nitriding steels, a melt of salts containing cyanides and cyanates, which are highly toxic, is used.

Като твърда среда за азотиране на стомани се използват състави, съдържащи неорганични и органични азотосъдържащи съединения, които отделят активен азот при загряване до температурите на провеждане на процеса. Азотирането на стомани в твърда среда е технологично по- достъпно и не изисква специализирано оборудване, но известните твърди среди за азотиране не могат да осигурят равномерно разпределение на азота в средата и не могат да поддържат необходимата насищаща способност в продължителен период от време, което води до неравномерност на азотирания слой, а оттам и до намаляване качеството на детайлите.As a solid medium for nitriding steels, compositions containing inorganic and organic nitrogen-containing compounds are used, which emit active nitrogen when heated to the temperatures of the process. Nitriding of steels in solid media is more technologically accessible and does not require specialized equipment, but the known solid nitriding media cannot provide uniform distribution of nitrogen in the medium and cannot maintain the required saturation capacity for a long period of time, which leads to unevenness of the nitrided layer, and hence to reduce the quality of the details.

В US 4119444 е разкрита твърда среда за азотиране на стомани, състояща се от вермикулит, предварително напоен е воден разтвор на карбамид и след това изсушен. При опаковане на детайлите в контейнери част от вермикулита се натрошава, и тъй като карбамидът е само върху повърхността на вермикулита, това води до неравномерно разпределение на азота в обогатяващата среда. Освен това тази твърда среда за азотиране на стомани се изтощава бързо, което прави неефективно използването й при процеси на азотиране е продължителност над 8 h.U.S. Pat. No. 4,119,444 discloses a solid steel nitriding medium consisting of vermiculite, pre-soaked in an aqueous urea solution and then dried. When packing the parts in containers, part of the vermiculite breaks, and since the urea is only on the surface of the vermiculite, this leads to an uneven distribution of nitrogen in the enrichment medium. In addition, this solid steel nitriding medium depletes rapidly, making its use in nitriding processes inefficient for more than 8 hours.

В CN 103045992 (А) е разкрит състав на твърда среда за азотиране на стомани, която включва в тегловни процента следните компоненти: 35 % карбамид, 5 % амониев бикарбонат, 10 % дървени въглища е едрина над 0,15 шш и 50 % графит. Карбамидът е азотосъдържащият компонент, амониевият бикарбонат е активатор, дървените въглища са абсорбиращ кислорода компонент и графитът е пълнител. Дървените въглища изпълняват ролята на кислородопоглъщащ агент и освен това заедно е графита намаляват полепването на сместа по повърхността на детайлите. Тази среда обаче не може да осигури висока насищаща способност в продължителен период от време, което я прави неподходяща за процеси на азотиране е голяма продължителност. При температурите на процеса карбамидът преминава в стопено състояние, което затруднява равномерното му разпределение в средата и води до неравномерно азотиране на повърхността на детайлите. Ниското относително тегло на графита и дървените въглища и високият относителен дял в средата и ниското им относително тегло водят до силно запрашаване на въздуха в работното помещение и създават нездравословна работна среда.CN 103045992 (A) discloses a solid nitriding composition for steels which includes in percentages by weight the following components: 35% urea, 5% ammonium bicarbonate, 10% charcoal over 0.15 μg and 50% graphite. Urea is the nitrogen-containing component, ammonium bicarbonate is the activator, charcoal is the oxygen-absorbing component, and graphite is the filler. Charcoal acts as an oxygen scavenger and, together with graphite, reduces the adhesion of the mixture to the surface of the parts. However, this medium cannot provide high saturation capacity for a long period of time, which makes it unsuitable for nitriding processes for a long time. At process temperatures, urea turns into a molten state, which makes it difficult to distribute it evenly in the environment and leads to uneven nitriding of the surface of the parts. The low relative weight of graphite and charcoal and the high relative share in the environment and their low relative weight lead to strong dust in the air in the workplace and create an unhealthy working environment.

5719 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.20205719 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020

Техническа същност на полезния моделTechnical essence of the utility model

Задача на полезния модел е да създаде състав на твърда среда за азотиране на стомани, която да осигурява продължителна висока насищаща способност и равномерно разпределение на азотиращия агент, да не полепва по детайлите, да не е силно токсична и използването й да не води до прекомерно запрашаване на въздуха в работното помещение. Друга задача на полезния модел е да създаде среда за азотиране, която да е е ниска себестойност и използването й да не изисква специализирано оборудване, за да се намалят разходите за азотиране и процесът да бъде ефективен и при обработка на единични или малки серии е различен размер и конфигурация.The task of the utility model is to create a composition of solid medium for nitriding of steels, which provides long-term high saturation and even distribution of the nitriding agent, does not stick to details, is not highly toxic and its use does not lead to excessive dusting. of air in the workroom. Another task of the utility model is to create a nitriding environment that is low cost and its use does not require specialized equipment to reduce the cost of nitriding and the process is efficient and when processing single or small batches is a different size and configuration.

Задачата се решава като се създава състав на прахова среда за азотиране на стомани, която съдържа в тегловни проценти от 95 до 98 % надробен азотиран метален манган със съдържание на азот над 7 % и едрина под 0,4 шш и от 2 до 5 % амониев хлорид (NH4C1) е едрина под 0,2 шш, който изпълнява ролята на активатор.The problem is solved by creating a composition of powder medium for nitriding of steels, which contains in weight percent from 95 to 98% crushed nitrided metallic manganese with nitrogen content over 7% and size less than 0.4 mm and from 2 to 5% ammonium chloride (NH 4 Cl) is less than 0.2 μg in size, which acts as an activator.

Предимства на състава за прахова среда за азотиране на стомани съгласно полезния модел са, че има висока насищаща способност при процеси на азотиране е голяма продължителност, осигурява равномерно разпределение на азотиращия компонент в средата, не се наблюдава затопяване и полепване на праховата среда по повърхността на обработваните детайли, не е силно токсична и използването й не води до прекомерно запрашаване на въздуха в работното помещение и не създава нездравословна работна среда, използването й не изисква сложно и скъпоструващо оборудване. Друго предимство на праховата среда, съгласно полезния модел, е възможността азотосъдържащият компонент да бъде използван многократно, тъй като отработената среда представлява деазотиран до определена степен надробен метален манган, който може да бъде подложен на последващо азотиране и след това отново да бъде използван в състава на праховата среда за азотиране на стомани. Това намалява разходите за азотиране на стомани, което прави тази прахова среда особено подходяща за малки машиностроителни предприятия, които произвеждат единични или малки серии и нестандартни детайли.Advantages of the composition for powder medium for nitriding of steels according to the utility model are that it has a high saturation ability in nitriding processes is long duration, provides uniform distribution of the nitriding component in the medium, no warming and sticking of the powder medium on the surface of the treated details, it is not highly toxic and its use does not lead to excessive dust in the air in the workplace and does not create an unhealthy working environment, its use does not require complex and expensive equipment. Another advantage of the powder medium, according to the utility model, is the possibility of the nitrogen-containing component to be used repeatedly, since the spent medium is deazonized to a certain extent crushed metallic manganese, which can be subjected to subsequent nitriding and then reused in the composition. powdered medium for nitriding steels. This reduces the cost of nitriding steels, making this powder medium particularly suitable for small machine-building enterprises that produce single or small series and non-standard parts.

Примери за изпълнение на полезния моделExamples of implementation of the utility model

Полезният модел се илюстрира е няколко примерни изпълнения на състави (в тегловни проценти): Състав 1 % надробен азотиран електролитен манган със съдържание на 7,65 % азот и едрина под 0,4 шш, и 2 % амониев хлорид е едрина под 0,2 шш.The utility model is illustrated by several exemplary embodiments of compositions (in weight percentages): Composition 1% finely divided nitrated electrolytic manganese with a content of 7.65% nitrogen and a size less than 0.4 μm, and 2% ammonium chloride is a size less than 0.2 shsh.

Състав 2 % надробен азотиран електролитен манган със съдържание на 7,16 % азот и едрина под 0,4 шш, и 5 % амониев хлорид е едрина под 0,2 шш.Composition 2% finely divided nitrided electrolytic manganese with a content of 7.16% nitrogen and a size of less than 0.4 μm, and 5% ammonium chloride is a size of less than 0.2 μm.

Предварително смлените до необходимата едрина компоненти се смесват и хомогенизират, след което средата е готова за използване.The pre-ground components are mixed and homogenized, after which the medium is ready for use.

Използване на полезния моделUsing the utility model

Детайлите се поставят в стоманени контейнери е подходящи размери и се опаковат е предварително добре хомогенизираната прахова среда, която ги обгръща плътно от всички страни. След това контейнерите се затварят херметично и се нагряват в пещ до температура в интервала 530°-700°С в продължение на 10 до 90 h в зависимост от желаните характеристики на азотирания слой. След приключване на процеса детайлите се изваждат от контейнерите, а отработената среда, представляваща деазотиран до определена степен надробен метален манган, може да бъде подложена на последващо азотиране, след което отново да бъде използвана като азотосъдържащ компонент в праховата среда за азотиране на стомани, съгласно полезния модел.The parts are placed in steel containers of suitable dimensions and are packed in advance with a well-homogenized powder medium, which envelops them tightly on all sides. The containers are then sealed and heated in an oven to a temperature in the range of 530 ° -700 ° C for 10 to 90 hours, depending on the desired characteristics of the nitrided layer. After completion of the process, the parts are removed from the containers, and the spent medium, which is deazonized to some extent crushed metallic manganese, can be subjected to subsequent nitriding, and then again used as a nitrogen component in the powder medium for nitriding steels, according to the useful model.

При азотиране на детайли от стомана 45 е прахова среда за азотиране, съгласно състав 1 при температура от 580°С в продължение на 20 h, е получен нитриден слой е дълбочина 3-4 рш.When nitriding steel parts 45 is a powdered nitriding medium according to composition 1 at a temperature of 580 ° C for 20 hours, a nitride layer is obtained at a depth of 3-4 ppm.

При азотиране на детайли от стомана S235 е прахова среда за азотиране, съгласно състав 2 при температура от 700°С в продължение на 90 h, е получен нитриден слой е дълбочина 8-10 μηι.When nitriding steel parts S235 is a powdered nitriding medium according to composition 2 at a temperature of 700 ° C for 90 hours, a nitride layer is obtained with a depth of 8-10 μηι.

Claims (1)

5720 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.2020 Претенции5720 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020 Claims 1. Състав на прахова смес за азотиране на стомани, включваща азотосъдържащ агент и активатор, характеризиращ се е това, че азотосъдържащият агент е надробен азотиран метален манган със съдържание на азот над 7% и едрина под 0,4 mm, а активаторът е амониев хлорид с едрина под 0,2 mm, като съотношението на компонентите в тегловни проценти е: азотосъдържащ агент - от 95 до 98, активатор - от 2 до 5.Composition of a powder mixture for nitriding steels, comprising a nitrogen-containing agent and an activator, characterized in that the nitrogen-containing agent is crushed nitrided metallic manganese with a nitrogen content of more than 7% and a size of less than 0.4 mm, and the activator is ammonium chloride with a size of less than 0.2 mm, the ratio of components in weight percent is: nitrogen-containing agent - from 95 to 98, activator - from 2 to 5.
BG4596U 2019-11-21 2019-11-21 Composition of powder medium for nitriding of steels BG3469U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG4596U BG3469U1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Composition of powder medium for nitriding of steels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG4596U BG3469U1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Composition of powder medium for nitriding of steels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BG3469U1 true BG3469U1 (en) 2020-02-17

Family

ID=74855640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG4596U BG3469U1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Composition of powder medium for nitriding of steels

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG3469U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107109615B (en) Enhanced activation of self-passivating metals
RU2559391C1 (en) Composition of powder mixture for thermodiffusion galvanizing of items out of aluminium alloys, method of thermodiffusion galvanizing of items out of aluminium alloys
CN100494498C (en) Method for surface treatment of metal material
TWI582267B (en) Surface treament agents for steel articles and surface treament methods for steel by using the same
CN102268632A (en) Solid rare earth nitriding accelerator
CN113862610A (en) Pretreatment method for improving corrosion resistance of carburized layer
BG3469U1 (en) Composition of powder medium for nitriding of steels
CN110343997A (en) A kind of powder zincizing penetration-assisting agent
RU2639755C1 (en) Method for gas nitration of products of structural steels
CN101238236B (en) Ion nitriding method
RU2501884C2 (en) Carbonitriding of parts from die steels
CN111593296A (en) Martensitic stainless steel surface hardening agent and preparation method and application method thereof
US4163680A (en) Process for carbonitriding steel and cast iron articles
JP2006028588A (en) Nitriding treatment method
JP7397029B2 (en) Carburizing method for steel parts and method for manufacturing steel parts
JP5798463B2 (en) Carburizing method and carburizing apparatus
US4119444A (en) Pack nitriding process for low alloy steel
JP2011032575A (en) Method and apparatus for steel surface treatment
US9080235B2 (en) Composition and method for diffusion alloying of ferrocarbon workpiece
RU2425166C1 (en) Procedure for production of mechanically alloyed nitrogen containing steel
RU2221899C1 (en) Process of diffusion zinc plating of metal materials
RU2314363C1 (en) Compound for carbonitriding of articles made from alloyed steels
WO2022154105A1 (en) Method for carburizing steel member, steel component, and carburizing agent
CN104694873B (en) Method for carrying out nitro carburizing to the deep-draw part made of austenitic stainless steel or punching press bending member
RU2463381C1 (en) Method for carbonitriding of parts from high-chromium steels