PL225151B1 - Zastosowanie atmosfery ochronnej do obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowych - Google Patents
Zastosowanie atmosfery ochronnej do obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowychInfo
- Publication number
- PL225151B1 PL225151B1 PL401709A PL40170912A PL225151B1 PL 225151 B1 PL225151 B1 PL 225151B1 PL 401709 A PL401709 A PL 401709A PL 40170912 A PL40170912 A PL 40170912A PL 225151 B1 PL225151 B1 PL 225151B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- heat treatment
- layer
- atmosphere
- copper plating
- protective atmosphere
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 30
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000009991 scouring Methods 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 208000018459 dissociative disease Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N copper(i) cyanide Chemical compound [Cu+].N#[C-] DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Sposób obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowych, polegający kolejno na miedziowaniu grubowarstwowym, obróbce mechanicznej, oczyszczaniu-1, nawęglaniu, obróbce cieplnej próbki, odmiedziowaniu grubowarstwowym, oczyszczaniu-2, miedziowaniu cienkowarstwowym, hartowaniu, myciu, obróbce podzerowej, niskim odpuszczaniu, odmiedziowaniu cienkowarstwowym, oczyszczaniu-3 i zaczyszczaniu, charakteryzuje się tym, że odbywa się z pominięciem procesu miedziowania cienkowarstwowego i odmiedziowania cienkowarstwowego, a proces obróbki cieplnej próbki i hartowania wyrobu odbywa się w specjalnie opracowanej atmosferze ochronnej. Atmosfera ochronna do obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowej składa się z około 96% N2 i od 3,0 do 5,0% H2.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie atmosfery ochronnej do przeprowadzenia obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowych.
Znany jest z patentu PL184131 sposób hartowania wyrobów stalowych po procesie nawęglania czy węgloazotowania próżniowego lub plazmowego oraz ze stali niskostopowych, a także wielokom orowy piec próżniowy, w którym prowadzony jest proces obróbki cieplnej i hartowanie. Sposób hartowania stali nawęglanych i niskostopowych polega na tym, że przed rozpoczęciem procesu hartowania wytwarzana jest minusowa pojemność cieplna, która jest iloczynem masy, ciepła właściwego oraz różnicy temperatury wychłodzonego przed procesem hartowania wyposażenia chłodniczego, o zakresie od -40°C do -100°C i temperaturze wyrównania leżącej poniżej temperatury przemiany martenzytycznej. Medium chłodzące pomiędzy kolejnymi procesami hartowania jest schładzane do temperatur w zakresie od -40°C do -100°C, przy czym ilość tego medium musi być taka, aby po obniżeniu temperatury obrabianego wsadu w zakres przemiany martenzytycznej temperatura medium nie wzrosła powyżej temperatury otoczenia, przy czym proces hartowania prowadzi się w azocie i przy ciśnieniu od 10 do 15 barów. Wielokomorowy piec próżniowy, do stosowania w/w sposobu, ma próżniowociśnieniową obudowę dzieloną na dwie części wewnętrznymi drzwiami termicznymi i drzwiami próżniowo-ciśnieniowymi, przy czym jedna z części jest komorą grzejną a druga komorą hartowniczą. Komora hartownicza, poza znanym wyposażeniem, ma co najmniej jeden wymiennik ciepła o wystarczająco dużej powierzchni wymiany ciepła dla operacji hartowania i ilości wyziębionego medium chłodzącego będącego w układzie recyrkulacji, oraz chłodzący pakiet ze znacznej masy metalu o wysokiej przewodności i pojemności cieplnej.
Znane jest również z patentu PL199772 urządzenie do hartowania, które charakteryzuje się tym, że stanowi je komora, której jedną ze ścian stanowi powierzchnia hartowanego przedmiotu, przy czym wewnątrz komory znajduje się wylot króćca do doprowadzania chłodziwa i wlot króćca do odprowadzania chłodziwa. Po usytuowaniu komory na hartowanym przedmiocie powstaje w niej podciśnienie, co powoduje zasysanie chłodziwa, przy czym dzięki panującemu w komorze podciśnieniu uniemożliwione jest wypływanie chłodziwa na zewnątrz, a to zapewnia równomierne chłodzenie i uzyskanie jednorodnej struktury.
Znane jest również z patentu PL202005 urządzenie do hartowania z zamkniętym obiegiem wodoru, składające się z pieca próżniowego z wewnętrznym układem schładzania i cyrkulacji, połączonego przewodami wyposażonymi w zawory z dwoma zbiornikami, z których jeden, połączony z zewnętrznym źródłem wodoru, zawiera stop metali pochłaniający wodór do postaci wodorku wysokociśnieniowego, dla którego w temperaturze 298-533 K ciśnienie równowagi reakcji odwracalnej tworzenia/dysocjacji wynosi 0,01-15 MPa, zaś drugi zbiornik zawiera stop metali pochłaniający wodór do postaci wodorku niskociśnieniowego, dla którego w temperaturze 293-673 K ciśnienie równowagi reakcji odwracalnej tworzenia/dysocjacji wynosi 10-6 - 2 MPa, przy czym obydwa zbiorniki połączone są ze sobą przewodem wyposażonym w zawór i miernik przepływu.
Operacja hartowania po procesie nawęglania jest znana i powszechnie stosowana w obróbce cieplnej części maszyn ze stali stopowych przeznaczonych do nawęglania. Ochrona powierzchni nawęglonej jest niezbędnym elementem tego procesu, ze względu na zabezpieczenie warstwy wierzchniej wyrobu przed niekorzystnymi zmianami mikrostruktury i właściwości.
Obecnie powszechnie stosowanymi metodami ochrony powierzchni wsadu przed niekorzystnym wpływem atmosfery piecowej, powodującymi utlenianie wewnętrzne i powierzchniowe, odwęglenie lub wzbogacenie w węgiel w procesach hartowania są: pokrywanie powierzchni wyrobów stalowych warstwą elektrolitycznej miedzi i wprowadzenie naddatków technologicznych.
W przypadku miedziowania cienkowarstwowego jest to utrzymywanie drogich i niebezpiecznych dla środowiska i człowieka kąpieli cyjankowych, oraz potrzeba zdejmowania powłok miedzi z części w procesie chemicznego odmiedziowania w kwasie chromowym Cr+6, co wydłuża czas produkcji. Dużym problemem jest neutralizacja kąpieli cyjankowych, bądź zawierających chrom Cr+6, ale obecnie nie ma równie skutecznych co opisane wyżej metody galwaniczne.
Wprowadzanie naddatków technologicznych na powierzchniach wyrobów ze stali stopowych przed hartowaniem jest związane ze zwiększeniem kosztów produkcji poprzez wprowadzenie dodatkowych operacji toczenia i szlifowania wykańczającego po obróbce cieplnej. W efekcie niezbędne jest utrzymywanie dodatkowego parku maszynowego dla zapewnienia płynności produkcji wielkoseryjnej, co powoduje wzrost kosztów energii i pracochłonności oraz wydłuża czas produkcji.
PL 225 151 B1
Ze względów ekonomicznych, ekologicznych i jakościowych powyższe metody ochrony elementów stalowych w procesach hartowania uznawane są obecnie za niekorzystne.
Powszechnie wiadomo, że najskuteczniejszą ochronę wsadu podczas nagrzewania i wygrzewania (hartowanie, wyżarzanie i odpuszczanie) zapewniają regulowane, w pełni kontrolowane obojętne atmosfery ochronne.
Powszechnie stosowane atmosfery węglowodorowe (np. azot + propan-butan lub azot + atmosfera Syntetyczna Endo) są atmosferami trudno-kontrolowanymi, co utrudnia otrzymanie atmosfery obojętnej względem węgla w stali. Występuje wówczas odwęglenie powierzchni uprzednio nawęglonych lub wzbogacenie w węgiel powierzchni o niskiej zawartości węgla, lub oba zjawiska występują jednocześnie przy pośrednich potencjałach węglowych.
Zastosowanie azotowo-wodorowej atmosfery ochronnej pozwala na zachowanie odpowiednio wysokich własności powierzchniowych wyrobów ze stali stopowych poddawanych hartowaniu.
Celem wynalazku jest zastosowanie atmosfery ochronnej w procesie hartowania wyrobów ze stali stopowych po nawęglaniu, zapewniające im następujące właściwości: brak utlenienia powierzchni stalowych, brak nawęglenia powierzchni nienawęglonych, brak odwęglenia powierzchni nawęglonych, minimalizacja procesu utlenienia wewnętrznego powstałego podczas nawęglania i zapewnienie odpowiedniej twardości hartowanych detali po procesie nawęglania.
Z dokonanego przeglądu oddziaływania różnych składników gazowych na stale można przyjąć, że warunki takie może spełniać atmosfera z czystego azotu wzbogacana dodatkiem wodoru.
Istota wynalazku polega na zastosowaniu atmosfery ochronnej azotowo-wodorowej zawierającej 3,0-5,0% H2, reszta N2 o wysokiej czystości, do wygrzewania przed hartowaniem w zakresie temperatur 760 - 950°C, w piecach zawierających przedsionek, dla obróbki cieplno-chemicznej stali stopowych składającej się z miedziowania grubowarstwowego, obróbki mechanicznej, oczyszczania pierwszego, nawęglania, obróbki cieplnej, odmiedziowania grubowarstwowego, oczyszczania drugiego, hartowania, mycia, obróbki podzerowej, niskiego odpuszczania, oczyszczania trzeciego i zaczyszczania.
Ochrona powierzchni hartowanych wyrobów stalowych po procesie nawęglania zakłada d ozowanie do pieca atmosferowego, w którym znajdują się obrabiane detale stalowe, atmosfery obojętnej o składzie N2+H2 (azot + wodór) o wysokiej czystości, gdzie czystość azotu wynosi m inimum 99,99% azotu objętościowo, przy czym wszystkie zanieczyszczenia stanowią maksimum 100 ppm, woda maksimum 30 ppm, punkt rosy maksimum -60°C, natomiast czystość wodoru wynosi 99,94% objętościowo.
Ze względu bezpieczeństwa atmosfera ochronna nie powinna zawierać więcej niż 5,0% H2. Atmosfera taka jest obojętna dla stali stopowych, uprzednio miejscowo nawęglonych, wygrzewanych do hartowania przez 1 h w zakresach temperatur 760°-950°C. Dla skutecznej redukcji utlenienia wewnętrznego oraz utlenienia powierzchniowego atmosfera ochronna o składzie N2+H2 (azot + wodór) nie powinna mieć mniej niż 3,0% H2.
Innowacyjność rozwiązania polega na zastosowaniu znanej atmosfery ochronnej do operacji wygrzewania przed hartowaniem wyrobów ze stali stopowych, dla zachowania ich wysokich własności powierzchniowych, przy jednoczesnej rezygnacji z operacji miedziowania i odmiedziowania cienkowarstwowego.
Zestawienie typowego procesu technologicznego obróbki cieplno-chemicznej wyrobu ze stali stopowej w tradycyjnej i zmodyfikowanej wersji przedstawia tabela.
Przy zastosowaniu ochronnej atmosfery azotowo-wodorowej zawierającej 3,0-5,0% H2, reszta N2 o wysokiej czystości, do wygrzewania przed hartowaniem w zakresie temperatur 760-950°C dla obróbki cieplno-chemicznej stali stopowych możliwa jest redukcja czasu produkcyjnego o minimum 2 dni, oraz redukcja czasów technologicznych w operacjach hartowania i obróbki cieplnej bez uszczerbku jakości obrabianych wyrobów. Ponadto następuje redukcja kosztów miedziowania i odmiedziowania, a przez to ochrona środowiska dzięki wyeliminowaniu kąpieli cyjankowych oraz procesu chemicznego odmiedziowania w kwasie chromowym Cr+6, lub eliminacja drogich operacji mechanicznych (toczenia, szlifowania, dłutowania, frezowania) po obróbce cieplnej.
Dodatkowo, proces technologiczny ma wpływ na lepszą koordynację produkcji, poprawę term inowości i poprawę jakości o minimum 20%, wynikające z braku wad powłok miedzianych, oraz zastosowania „zielonej technologii” prowadzącej do redukcji cyjanków miedzi i chromu Cr+6.
Wynalazek jest szczegółowo opisany w przykładach jego wykonania.
PL 225 151 B1
P r z y k ł a d I
W celu potwierdzenia pozytywnych właściwości redukująco-utleniających atmosfery poddano hartowaniu folie niskowęglowe o grubości 0,1 mm, zawierające 0,04% C oraz >0,02% P i >0,02% S. Jako atmosferę ochronną do badań zastosowano mieszankę azotu z wodorem z butli o objętości 40 dm i ciśnieniu 15 MPa, zawierającą 4 ± 0,05 H2 + reszta N2, o punkcie rosy -68°C.
Folie niskowęglowe (10 szt.) wygrzewane były w piecu o temperaturze 850°C w w/w atmosferze ochronnej w czasie 1 h. Następnie połowa z nich została zahartowana w oleju, a druga połowa chłodzona w strumieniu atmosfery ochronnej w strefie niskiej temperatury (100°C). Potencjał tlenowy atmosfery wynosił 1070 ± 1 mV.
Wygrzewane folie ze stali niskowęglowej, które następnie hartowano w oleju lub studzono w strumieniu atmosfery ochronnej, potwierdziły dobre własności ochronne badanej atmosfery azotowo-wodorowej. Na wszystkich foliach uzyskano jasną powierzchnię bez barw nalotowych tlenków. Własności utleniająco-redukujące oraz odwęglające określano potencjałem tlenowym wskazywanym przez czujnik Lambda. Stwierdzono, że przy przesuwaniu folii do chłodzenia w atmosferze lub oleju potencjał tlenowy był stabilny i wynosił 1070±1 mV.
Folie wygrzewane w w/w atmosferze porównano z foliami wygrzewanymi w temperaturze 850°C w atmosferze typu węglowodorowego o składzie 96% N2+ 4% propan-butan. Z obserwacji makroskopowych wynika, że atmosfera węglowodorowa wywołuje zmiany zabarwienia (utlenienia) na powierzchniach foli o różnym stopniu szarości oraz nawęgla je.
P r z y k ł a d II
Przeprowadzono ocenę właściwości ochronnych atmosfery azotowo-wodorowej na 10 szt. wycinków kół zębatych ze stali stopowej AMS 6265 o składzie chemicznym: 0,1% C, 0,20% Si, 0,55% Mn, 1,3% Cr, 0,11% Mo, 3,25% Ni, 0,012% P i 0,011% S.
Przyjęto następujące wymagania w stosunku do właściwości wyrobów poddawanych hartowaniu w atmosferze ochronnej:
- twardość powierzchni w miejscach nawęglonych zahartowanego w oleju wycinka koła >710 HV0,5,
- twardość powierzchni w miejscach nienawęglonych zahartowanego w oleju wycinka koła <400 HV0,5,
- brak odwęgleń miejsc nawęglonych (zęby koła),
- brak nawęgleń miejsc o niskiej zawartości węgla,
- brak utleniania wewnętrznego,
- brak utlenienia powierzchni kół nawęglonych i nienawęglonych.
Za wynik pozytywny uważano twardość powierzchni zahartowanego wycinka koła jeżeli wynos iła powyżej 710 HV0,5 w miejscach nawęglonych, oraz poniżej 400 HV0,5 w miejscach nienawęglonych. Twardości takie uznane zostały jako optymalne dla wycinków kół zębatych ze stali stopowej AMS 6265 hartowanych z temperatury 850°C.
Wycinki kół zębatych były nawęglone w piecu przemysłowym na grubość około 0,8 mm. Jako atmosferę ochronną do hartowania wycinków kół zębatych ponawęglaniu zastosowano mieszankę 3 azotu z wodorem z butli, o objętości 40 dm i ciśnieniu 15 MPa, o składzie 3,5 ± 0,05 % H2 + reszta N2, o punkcie rosy -70°C.
Proces wygrzewania wycinków kół zębatych prowadzono w temperaturze 850°C w w/w atmosferze azotowo-wodorowej w czasie 1 h, po czym hartowano je w oleju.
Własności utleniająco-redukujące oraz nawęglająco-odwęglające określano potencjałem tlenowym wskazywanym przez czujnik Lambda, którego wartości wskazań rejestrowano w sposób ciągły wideorejestratorem. Potencjał tlenowy był stabilny i wynosił 1072±1 mV.
Pomiary twardości wykazały, że na wszystkich wycinkach kół twardość powierzchni w miejscach nawęglonych zahartowanego wycinka koła wynosiła 739 HV0,5, natomiast twardość powierzchni w miejscach nienawęglonych zahartowanego wycinka koła wynosiła 380 HV0,5. Świadczy to o dobrych własnościach ochronnych badanej atmosfery. Ponadto nie zaszły żadne niekorzystne zjawiska powodujące spadki twardości, takie jak odwęglenie lub utlenienie warstwy wierzchniej wycinków kół zębatych.
W celu wychwycenia zmian związanych z odwęgleniem, występowaniem utleniania wewnętrznego (korozji międzykrystalicznej) lub innych zmian w strukturze warstwy, wycinki koła zębatego ze stali AMS 6265 przed i po obróbce cieplnej oceniono metalograficznie. Badania metalograficzne i obserwacje mikroskopowe warstwy nawęglonej przeprowadzono na wyciętych fragmentach kół zębatych
PL 225 151 B1 obejmujących zarys zęba. Obserwację zgodności mikrostruktury rdzenia z normą CPW300 prowadzono na zgładach metalograficznych trawionych Nitalem.
Badania metalograficzne przy użyciu mikroskopii świetlnej na wycinkach kół zębatych ze stali AMS6265, hartowanych w oleju z temperatury 850°C w atmosferze ochronnej o składzie 3,5 ± 0,05% H2 + reszta N2 i punkcie rosy -70°C, wykazały:
- brak defektów mikrostruktury rdzenia próbki,
- zgodności mikrostruktury rdzenia z normą CPW300 próbki hartowanej w atmosferze typu N2 + 3,5% H2 oraz próbki hartowanej w atmosferze typu N2,
- brak utlenienia wewnętrznego w warstwie nawęglonej próbek wygrzewanych w atmosferze ochronnej typu N2 + 3,5% H2 i hartowanych.
Badania przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego wykazały brak tlenków w warstwie nawęglonej wycinków kół zębatych wygrzewanych w atmosferze ochronnej o składzie N2 + 3,5% H2 i hartowanych.
T a b e l a
| Tradycyjna wersja procesu obróbki cieplnej | Czas Tj/cykl | Wersja procesu obróbki cieplnej z zastosowaniem znanej atmosfery | Czas Tj/cykl |
| Miedziowanie grubowarstwowe | Tj | Miedziowanie grubowarstwowe | Tj |
| Obróbka mechaniczna | Tj | Obróbka mechaniczna | Tj |
| Oczyszczanie 1 | Tj | Oczyszczanie 1 | Tj |
| Nawęglanie | Tj | Nawęglanie | Tj |
| Obróbka cieplna próbki | Tj | Obróbka cieplna próbki | 0,75% Tj |
| Odmiedziowanie grubowarstwowe | 2 dni | Odmiedziowanie grubowarstwowe | 2 dni |
| Oczyszczanie 2 | Tj | Oczyszczanie 2 | Tj |
| Miedziowanie cienkowarstwowe | 1 dzień | Miedziowanie cienkowarstwowe | 0 |
| Hartowanie wyrobu | Tj | Hartowanie wyrobu | 0,75% Tj |
| Mycie | Tj | Mycie | Tj |
| Obróbka podzerowa | Tj | Obróbka podzerowa | Tj |
| Niskie odpuszczanie | Tj | Niskie odpuszczanie | Tj |
| Odmiedziowanie cienkowarstwowe | 1 dzień | Odmiedziowanie cienkowarstwowe | 0 |
| Oczyszczanie 3 | Tj | Oczyszczanie 3 | Tj |
| Zaczyszczanie | Tj | Zaczyszczanie | Tj |
Zastrzeżenie patentowe
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentoweZastosowanie atmosfery ochronnej azotowo-wodorowej zawierającej 3,0 + 5,0% H2, reszta N2 o wysokiej czystości, do wygrzewania przed hartowaniem w zakresie temperatur 760 + 950°C, w piecach zawierających przedsionek, dla obróbki cieplno-chemicznej stali stopowych składającej się z miedziowania grubowarstwowego, obróbki mechanicznej, oczyszczania pierwszego, nawęglania, obróbki cieplnej, odmiedziowania grubowarstwowego, oczyszczania drugiego, hartowania, mycia, obróbki podzerowej, niskiego odpuszczania, oczyszczania trzeciego i zaczyszczania.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401709A PL225151B1 (pl) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | Zastosowanie atmosfery ochronnej do obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401709A PL225151B1 (pl) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | Zastosowanie atmosfery ochronnej do obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL401709A1 PL401709A1 (pl) | 2014-05-26 |
| PL225151B1 true PL225151B1 (pl) | 2017-02-28 |
Family
ID=50771866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL401709A PL225151B1 (pl) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | Zastosowanie atmosfery ochronnej do obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL225151B1 (pl) |
-
2012
- 2012-11-21 PL PL401709A patent/PL225151B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL401709A1 (pl) | 2014-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20120035935A (ko) | 카고 오일 탱크용 내식성 강재 | |
| JP2011224584A (ja) | 熱延鋼板の製造方法及び溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
| CN101392361A (zh) | 马氏体不锈钢氮碳共渗方法及其制品 | |
| CN101765673B (zh) | 原油罐用热轧型钢及其制造方法 | |
| CN107245691B (zh) | 金属材料复合热处理表面强化方法 | |
| CN114293139A (zh) | 一种低温软氮化工艺 | |
| JP6194057B2 (ja) | 鋼材の表面処理剤および鋼材の表面処理方法 | |
| US11401567B2 (en) | Manufacturing method of steel sheet | |
| BR112013012641B1 (pt) | Aço de rolamento de cromo de alto carbono e método de produção do mesmo | |
| CN102051572A (zh) | 钢件的表面渗硼处理方法 | |
| TWI548778B (zh) | 不銹鋼表面處理方法及不銹鋼處理系統 | |
| PL225151B1 (pl) | Zastosowanie atmosfery ochronnej do obróbki cieplnej wyrobów ze stali stopowych | |
| CN117551852B (zh) | 一种提高Cr-Si合金热成型钢高温抗氧化性能的方法 | |
| WO2015109553A1 (zh) | 一种双相不锈钢无缝钢管 | |
| CN113832403A (zh) | 一种低碳门板钢的罩退退火方法 | |
| JP6516238B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼及びその製造法 | |
| CN106498340A (zh) | 机械零件表面处理方法 | |
| CN107723695A (zh) | 一种热轧酸洗钢板用水基防锈剂及其制备方法 | |
| Michalski et al. | Controlled gas nitriding of 40HM and 38HMJ steel grades with the formation of nitrided cases with and without the surface compound layer, composed of iron nitrides | |
| WO2025194603A1 (zh) | 一种高强度耐腐蚀钢及其制备方法 | |
| CN117737594A (zh) | 一种含稀土超薄取向硅钢及其制备方法 | |
| CN111094828A (zh) | 经镀覆形成的黑心可锻铸铁部件的制造方法、以及经镀覆形成的黑心可锻铸铁部件和管接头 | |
| CN113981186A (zh) | 一种防脱碳、增碳的气氛保护热处理工艺 | |
| US20090173417A1 (en) | Method for annealing or hardening of metals | |
| CN111945104A (zh) | 薄层氮碳共渗方法 |