RU1383837C

RU1383837C - Способ нитроцементации стальных изделий

Info

Publication number: RU1383837C
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Лахтин; Я.Д. Коган; В.А. Александров; А.А. Булгач; А.Е. Межонов; С.П. Бибиков
Original assignee: Московский Автомобильно-Дорожный Институт
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1993-06-07

Abstract

Изобретение относитс к химико- термической обработке в газовых средах , в частности к азотированию и нитроцементации, и может быть использовано в машиностроении дл повышени эксплуатационной стойкости инструмента , изготовленного из быстрорежущих сталей. Цель изобретени повьппение эксплуатационной стойкости инструмента . Согласно способу нитроцементации издели вьщерживают при 450-600 С на первой стадии в смеси, содержащей 35-40 об.% аммиака и полностью диссоциированный аммиак - остальное в течение 30-40 мин, а на второй стадии в смеси аммиака, паров этанола и полностью диссоциированного аммиака при соотношении компонентов, o6.Z: аммиак 55-60j пары этанола 5-35; полностью диссоциированный аммиак - остальное. Эксплуатационна стойкость инструмента, обработанного данным способом, повьшаетс по сравнению с о.бработкой по известному способу . 1 табл. I (Л

Description

со

СХ)

со с со

Изобретение.относитс к металлургии , а именно к химико-термической обработке в газовых средах, в частности к азотированию и нитгЛэцемеитации ,

и может быть использовано в ма

шиностроении дл повышени эксгшуата ционной стойкости инструмента, изго- товл иного из быстрорежущих сталей.

Цель изобретени - /1овьш1ение эксплуатационной стойкости иГсструмента.

Способ нитроцементации включает нагрев до 450 - 600°С и двухстадий- иую изотермическую выдержку При этой температуре в смеси аммиака и полностью диссоциированного аммиака на первой стадии и в атмосфере, содержа щей аммиак, на второй стадии. Выдерж ку на первой стадии провод т в смеси ( об,% аммиака, полностью диссоциированный аммиак - остальное) в течение 30-40 мин, а на второй стадии - в смеси аммиака, паров этанола () и полностью диссоциированного аммиака при следующем соотно шении KOMnoFieHTOB, об,%:

N11,

55-60

Пары этанола 5-35 Диссоциированный аммиак Остальное, Способ осуществл етс следуюк1им образом.

Инструмент загружают в муфель печи . Муфель закрывают и герметизируют Затем муфель продувают диссоциированным аммиаком и включают нагрев печи. Нагрев до температуры изотермической вьщержки и выдержку на первой стадии провод т в смеси аммиак и полностью диссоциированного аммиака, содержащей - 35-40 об,% 06.NH,. Выдержку осуществл ют в течение 30-40 мин, после чего в рабочее пространство печи подают смесь аммиака, паров этанола и диссоциированного аммиака при соотношении компонентов, об.%:

КН,

Пары CjH,OH

Na Иг

55-60 5-35

Остальное Мосле выдержки на первой стадии на рабочей поверхности инструмента формируетс диффузионный слой, состо щий из J - нитрида на поверхности и зоны внутреннего азотировани об - фаза - п триды легирующих элементов, За 30-40 мин на стали получают слой jj - нитрида толщиной 5-7 мкм и диффузионный подслой 15-30 мкм.

fO

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Па HTopoii стадии на поверхности Jp - фазы (формируют слой нигрокарбида- толщиной 2-3 мкм, обладающего более высокой износостойкостью и твердостью ,-, чем - карбонитрид и у - нитрид . В результате на поверхности получают комбинированный диффузионный слой, состо щий из твердой пластичной подложки ( фаза), демпфирующей ударные нагрузки на кромке режущего инструмента и более твердого поверхностного карбидного сло , обладающего повышенной износостойкостью и более низкой адгезией к обрабатываемому материалу. Использование в качестве источника углерода этанола при указанных соотнощени х компонентов позвол ет избегать формировани на поверхности инструмента - карбонитрида с малой твердостью и отложений сажи на поверхности изделий.

Использование способа обеспечивает получение на режущем инструменте оптимального по критерию эксплуатационной стойкости упрочненного сло , отличающегос меньшей адгезией к обрабатываемому металлу, более высокой стойкостью к выкрашиванию и ударным нагрузкам в процессе резани по сравнению с известными способами. Это обеспечиваетс структурой упрочненного сло на быстрорежущих стал х.

t

Изобретение иллюстрируетс следующими примерами. Проводили обработку сверл из стали Р6М5 диаметром 6,8 мм по известному и предлагаемому способам . Конкретные режимы обработки и результаты испытаний обработанных изделий представлены в таблице. Эксплуатационна стойкость оценивалась в соответствии с международным стандартом ISO 3685-1977 с оценкой пути резани при посто нной скорости резани . Сверла испытывались на операции сверлени сквозного отверсти глубиной 15 мм на стали 20ХГСА твердостью НВ 180 - 229. Режим резани : скорость 34,18 м/мин, подача сверла 192 мм/мин при 1600 об/мин (0,12 мм/оборот).

Из данных, приведенных в таблице, следует, что экслпуатационна стойкость инструмента после обработки по предлагаемому .способу повьчлаетг

|ПО сравнению с обработкой по изрест ному способу.

31.38.1837

Claims

Формула изобретени дни провод т в течение 30-ДО мин,

при этом смесь содррж т 35-АО об.%

Способ нитроцементацнн стальныхаммиака, nonFiocrbro диссопииронанный

изделий, преимущественно инструмента , - остальное, а на второй стаиэ быстрорежущих сталей, включающийдни обработку ведут в смеси, котора

нагрев до 450-600 с и двухстадийнуюдополнительно содержит пары этанола

изотермическую выдержку при этойи полностью диссоциирораниьпг аммиак

температуре на первой стадии в смесипри следующем соотношении компоненаммиака и полностью диссоциированного ютов, об.%:

аммиака, а на второй стадии - в атмо- NHj55-60

сфере, содержащей аммиак, о т л и - Пары этаноЛа 5-35 чающийс тем, что, с целью Полностью дис- повышени эксплуатационной стойкости социированный инструмента, выдержку на первой ста- J5 аммиакОстальное

№№ Стади Способ, Режим обработки Эксплуатационна i Iстойкость

1,I 20% NH,+ 80% ) 3 ч, 57047090

II 50% NHj + 50% продуктов пиролиза триэтаноламина, 0,5 ч (известный .способ)
2. I ,38% NH, + 62% ( Н2)-35 мин, 570°С

И 55% NHj + 35% CjHsOH + 10%

(N2+ H,j), 570 С, 0,5 ч 18750
3,Г аналогично п.2

II 60% NH3+ 5% -f 35%

( Hj), 570°C, 0,5 ч19010
4,I аналогично п.2

II 57% NH,+ 20% CjHsOH + 23%

(N,j-t- HJ, 570 C, 0,5 ч -20780
5.I 50% NHj+ 50% (N,j+ Hj, 20 мин,

570°C II 40% NHj+ 40% 20%

(Nj-f H.j), 570°C, 0,5 ч7000
6.I 30% 70% (N + Hj, 60 мин,

570°C

1

II 75% NH,+ 3% CjHjOH 22%

(N4+ Hj), 570°C,- 0,5 Ч.6350

ВНИИПИ Заказ 1980

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгоро/г, ул. Проектна , 4

Тираж

Подписное