PL132768B3 - Method of thermochemical treatment of cutting tools and tools for plastic working - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest ulepszenie sposobu obróbki cieplno-chemicznej narzedzi skrawajacych i do obróbki plastycznej wedlug patentu nr 88 732* ^ Wedlug opisu patentowego nr 88 732 sposób obróbki cieplno-chemicznej narzedzi skra¬ wajacych i do obróbki plastycznej wykonanych ze stali szybkotnacych, wysokochromowyeh ledeburytycznyeh i szybkotnacych oszczednosciowych charakteryzuje sie tym, ze narzedzia najpierw poddaje sie utlenianiu w parze wodnej w temperaturze 520°C do 570°C w czasie 30 do 120 minut, w wyniku czego powstaje na powierzchniach narzedzi cienka warstwa rzedu 2 do 6 urn tlenków typu Fe~0, o budowie spineli jednometalicznych, a nastepnie poddaje sie te narzedzia azotowaniu gazowemu w atmosferze zdysocjowanego amoniaku w temperaturze 520-580°C w czasie 15 do 120 minut.Grubosc warstwy tlenkowej typu Fe~0, po samym utlenianiu w parze wodnej narzedzi oszlifowanych nie moze byó wieksza od 8 um. Wlasciwosc te reguluje tzw. prawo paraboliczne utleniania. Podczas azotowania przez utleniona porowata warstwe nastepuje redukcja tej warstwy. Redukcje ta powoduje wodór pochodzacy z dysocjacji amoniaku. Wystarczy podniesc o 5-10°C temperature azotowania w stosunku do temperatury poprzedniego utleniania zachowu¬ jac ten sam czas azotowania co utleniania, a wówczas nastapi calkowita redukcja warstwy tlenkowej. Calkowite wyredukowanie tej warstwy podczas dalszego azotowania /przedluzenie czasu azotowania w stosunku <3o czasu utleniania/ doprowadza do wytwarzania sie mieszanin faz epsilon i gamma prim kruchej i miekkiej wywolujacej z reguly kruchosc narzedzi.Wówczas zamiast poprawy trwalosci narzedzi pogarsza sie ja. Te same wady wystepuja takze w sposobach tlenoazotowania i azotopasywowania znanych z polskich opisów patentowych nr 95443 i 64731.Azotopascwywanie wg opisu patentowego nr 64731 polega na równoczesnym przeprowadza¬ niu procesów azotowania i pasywowania w atmosferze gazowej zawierajacej amoniak i pare wodna. Podobnie jest w sposobie tlenoazotowania wg opisu patentowego nr 95443, w którym2 132 768 proces odbywa sie takze w atmosferze skladajacej sie z pary wodnej i amoniaku, prsy czym w tym przypadku tlenoazotowanie przeprowadza sie w zlozu materialu sypkiego np. w piasku* Celem wynalazku jest zapobiezenie calkowitej redukcji tlenków i uzyskanie mozliwosci podniesienia temperatury azotowania przez warstwe uprzednio utleniona, w wyniku cze^o uzyskuje sie w stosunkowo krótkim czasie znacznie grubsze i trwalsze warstwy wierzchnie nasycone dyfuzyjnie azotem* Cel ten zostal osiagniety w ten sposób, ze obrobione w etapie wstepnego utleniania narzedzia poddaje sie nastepnie procesowi tlenoazotowanla, podczas którego prowadzi sie jednoczesnie azotowanie i utlenianie, przy czym proces utleniania towarzyszacy azotowaniu gazowemu przeprowadza sie w parze wodnej stanowiacej od 5 do 95 procent objetosciowych calej atmosfery gazowej, a atmosfere zdysocjowanego amoniaku otrzymuje aie przez zdysocjo- wanle amoniaku w obecnosci pary wodnej, zas proces równoczesnego azotowania 1 utleniania narzedzi przeprowadza sie w czasie dowolnie dlugim.Korzystnie jest jesli zarówno proces wstepnego utleniania narzedzi jak i proces rów¬ noczesnego utleniania 1 azotowania gazowego narzedzi przeprowadza sie w zlozu materialu sypkiego, zwlaszcza piasku* Dzieki rozwiazaniu wedlug wynalazku mozna podniesc temperature azotowania z równo¬ czesnym dowolnym przedluzeniem czasu azotowania bez obawy calkowitej redukcji tlenków i mo¬ zliwosci wytworzenia sie szkodliwej mieszaniny faz epsilon i gamma prim. Szczególnie wazne to jest podczas azotowania przez warstwe tlenkowa narzedzi duzych gabarytowo skrawajacych i do obróbki plastycznej* Przedmiot wynalazku przedstawiony Jest ponizej w przykladach jego wykonania.Przyklad I. Frezy do nacinania rowków w brzeszczotach o srednicy 6 115 x 330 mm ze stali SW3S2, auatenitysowane w temperaturze 1120°C w atmosferze ochronnej wytworzonej z ciek¬ lych zwiazków organicznych przez 35 minut i chlodzone w oleju o temperaturze 80-100°C, odpuszczane trzykrotnie w temperaturze 550-570°C, poddano azotoutlenianlu w sposób wedlug wynalazku* Utlenianie w parze wodnej wykonano w temperaturze 520°C w ciagu 30 minut w piecu PEH-23 o mocy 40kW z wyjmowana retorta o pojemnosci 0,2 m?. tfydatek wody podczas procesu wynosil okolo 2 kg/h przy nadcisnieniu atmosfery utleniajacej w retorcie 0,5 Kpa/ /50 mm slupa H^O* Azotoutlenianie zas przez dozowanie do pieca wody 50% i 50% objetoscio¬ wych amoniaku w temperaturze 530°C w ciagu 240 minut. Azotoutlenianie wykonano na tym samym urzadzeniu co utlenianie przy takim samym nadcisnieniu w retorcie, wydatek amoniaku wynosil okolo 380 dezr/h, a wydatek pary wodnej 900 dcar/h. Frezami tymi nacinano uzebie¬ nie w brzeszczotach ze stall szybkotnacej o twardosci 285 HB max. Próba porównawcza ciecia analogicznymi frezami lecz tylko obrobionymi cleplno-chemicznle w sposób wedlug patentu glównego w analogicznych warunkach skrawania wykazal, ze frezy obrobione sposobem wedlug patentu dodatkowego pracowaly 40% dluzej* Przyklad n* Przeciagacze otworów 6 30 mm ze stali SW7H austenityzowano w temperaturze 1210°C w atmosferze ochronnej wytworzonej z cieklych zwiazków organicznych przez 25 minut 1 chlodzone w oleju o temperaturze 150°C, odpuszczano trzykrotnie w temperaturze 550-570°C, poddano azotoutlenianlu w sposób wedlug wynalazku dodatkowego w zlozu sfluidyzowanego piasku* Utleniano w temperaturze 540°C w ciagu 30 minut 1 nastepnie azotoutlenlano przez 60 minut przy wydatku amoniaku 50% i pary wodnej 50% objetosciowych w temperaturze 560°C w piecu rurowym. Uzyskano przyrost twardosci 250HVS. Przeciagaczarni tymi przeciagano otwo¬ ry w stall konstrukcyjnej stopowej o 245 HB. ¥ wyniku tego nastapil 300-400% wzrost trwa¬ losci w stosunku do analogicznych przeciagaczy tylko hartowanych i odtluszczanych*132 768 3 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki cieplno-chemicznej narzedzi skrawajacych i do obróbki plastycznej, wykonanych za stali szybkotnacych, wyaokochroso«?ych i la debury tyczny eh, polegajacy na wytworzeniu na tych narzedziach warstwy tlenków o grubosci od 2 do 6 um poprzez ich utlenianie w parze wodnej w temperaturze od 520 do 570°C i w czasie od 30 do 120 minut, a nastepnie azotowanie gazowe w atmosferze z dysocjowanego amoniaku w temperaturze od 920 do 580°C i w czasie nie krótszym od 19 minut, wedlug patentu 88732, znamienny tym, ze obrobione w etapie wstepnego utleniania na¬ rzedzia poddaje aie procesowi tlenoazotowania, podczas którego prowadzi sie jedno¬ czesnie azotowanie i utlenianie, przy czym towarzyszacy azotowaniu gazowemu proces utleniania przeprowadza sie w parze wodnej stanowiacej od 5 do 95 procent objeto¬ sciowych calej atmosfery gazowej, a atmosfere sdysocjowanego amoniaku otrzymuje aie przez zdysocjowanie amoniaku w obecnosci pary wodnej, zas proces równoczesnego azotowania i utleniania narzedzi przeprowadza sie w czasie dowolnie dlugim* 2* Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze zarówno proces wstepnego utleniania narzedzi jak i proces równoczesnego utleniania i azotowania gazowego narzedzi przeprowadza sie w zlozu materialu sypkiego, zwlaszcza plasku. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki cieplno-chemicznej narzedzi skrawajacych i do obróbki plastycznej, wykonanych za stali szybkotnacych, wyaokochroso«?ych i la debury tyczny eh, polegajacy na wytworzeniu na tych narzedziach warstwy tlenków o grubosci od 2 do 6 um poprzez ich utlenianie w parze wodnej w temperaturze od 520 do 570°C i w czasie od 30 do 120 minut, a nastepnie azotowanie gazowe w atmosferze z dysocjowanego amoniaku w temperaturze od 920 do 580°C i w czasie nie krótszym od 19 minut, wedlug patentu 88732, znamienny tym, ze obrobione w etapie wstepnego utleniania na¬ rzedzia poddaje aie procesowi tlenoazotowania, podczas którego prowadzi sie jedno¬ czesnie azotowanie i utlenianie, przy czym towarzyszacy azotowaniu gazowemu proces utleniania przeprowadza sie w parze wodnej stanowiacej od 5 do 95 procent objeto¬ sciowych calej atmosfery gazowej, a atmosfere sdysocjowanego amoniaku otrzymuje aie przez zdysocjowanie amoniaku w obecnosci pary wodnej, zas proces równoczesnego azotowania i utleniania narzedzi przeprowadza sie w czasie dowolnie dlugim*
2. 2. * Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze zarówno proces wstepnego utleniania narzedzi jak i proces równoczesnego utleniania i azotowania gazowego narzedzi przeprowadza sie w zlozu materialu sypkiego, zwlaszcza plasku. PL