RU2007496C1 - Способ кратковременного газового азотирования стальных изделий - Google Patents

Способ кратковременного газового азотирования стальных изделий Download PDF

Info

Publication number
RU2007496C1
RU2007496C1 SU4850584A RU2007496C1 RU 2007496 C1 RU2007496 C1 RU 2007496C1 SU 4850584 A SU4850584 A SU 4850584A RU 2007496 C1 RU2007496 C1 RU 2007496C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ammonia
short
saturation
exogas
atmosphere
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
А.К. Тихонов
Н.В. Богданова
М.Н. Фаршатов
Original Assignee
Акционерное общество "АвтоВАЗ"
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 Акционерное общество "АвтоВАЗ" filed Critical Акционерное общество "АвтоВАЗ"
Priority to SU4850584 priority Critical patent/RU2007496C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2007496C1 publication Critical patent/RU2007496C1/ru

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

Сущность изобретения: стальные изделия подвергают диффузионному насыщению в атмосфере аммиака и экзогаза при их объемном соотношении 1 : 4 при температуре 600 - 630С. Насыщение проводят в течение 2,5 - 3,0 ч. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для поверхностного упрочнения стальных деталей, работающих в парах трения.
В современном машиностроении для упрочнения деталей широко применяются различные способы азотирования, наиболее перспективными из которых являются низкотемпературные газовые кратковременные процессы карбонитрирования, в частности с генераторным методом получения углеродсодержащих газов.
Известен способ низкотемпературного газового карбонитрирования "Нитемпер", названный в ФРГ "Никотрирование", заключающийся в обработке изделий на основе железа в атмосфере, состоящей из 50% аммиака и 50% эндогаза при 570оС, обеспечивающий получение на поверхности изделий из углеродистых и легированных сталей малопористого карбонитридного слоя эпсилон-железа, значительно повышающего стойкость деталей к истиранию. Существенным недостатком способа является возможность образования взрывоопасных смесей из-за высокого (50% ) содержания в атмосфере печи водорода.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является разработанный фирмой "Айхелин" "Нитрок-процесс" - Новый процесс и оборудование азотирования с целью получения поверхностного слоя, содержащего Е-фазу.
Способ газового низкотемпературного карбонитрирования при 570оС в смеси аммиака и неочищенного экзогаза при соотношении 1: 1 или 1: 2. Экзогаз является дешевым и взрывобезопасным газом. Содержащийся в экзогазе углекислый газ является окислителем и cпоcобcтвует уcкорению процеccа азотирования. Kроме того, углекиcлый газ в cмеcи c аммиаком являетcя и науглераживающим компонентом. На поверхности деталей, обработанных по методу "Нитрок", за два часа образуется гомогенный малопористый оксикарбонитридный слой толщиной 10-15 мкм. Способ позволяет значительно повысить взрывобезопасность за счет более низкого (14-18% ) содержания водорода в печной атмосфере.
Недостатком способа является тот факт, что полученные карбонитридные слои обладают недостаточной пластичностью и износостойкостью. Более низкая в сравнении со слоями, полученными "никотрированием", пластичность обусловлена пони- женной насыщенностью карбонитридного слоя углеродом в связи с невысоким углеродным потенциалом атмосфер на базе экзогаза в сравнении с эндогазовыми атмосферами.
Целью изобретения является повышение износостойкости карбонитридного слоя, сокращение расхода аммиака и интенсификация процесса насыщения.
Указанная цель достигается тем, что процесс в отличие от известного ведут при температуре 600-630оС при соотношении аммиака и экзогаза 1: 4. Изменение соотношения аммиака и экзогаза с 1: 2 до 1: 4 практически не влияет на скорость протекания процессов насыщения, но приводит к сокращению расхода аммиака.
Хрупкость азотированного слоя вызвана пересыщенностью его азотом и преимущественно наблюдается при температуре азотирования ниже 600оС, когда процессы диффузии азота замедляются. Повышение температуры азотирования до 600-630оС ускоряет диффузионные процессы, предотвращая излишнюю пересыщенность азотом поверхностных фильмов карбонитридного слоя. Кроме того, с повышением температуры увеличивается степень диссоциации аммиака, снижается азотный потенциал (отношение парциальных давлений аммиака и водорода PNH3/PH2 и, в конечном счете, образуются менее хрупкие карбонитридные слои.
Дальнейшее повышение температуры до 650-660оС и выше приводит к снижению твердости карбонитридного слоя и зоны внутреннего азотирования и, в конечном счете, ухудшает показатели износостойкости.
Анализ технической и патентной литературы показывает, что в ней не содержится заявленной совокупности признаков предлагаемого изобретения. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".
Изобретение иллюстрируется следующим примером. В проходных двухкамерных печах ф. "Айхелин" (ФРГ) проводили кратковременное газовое карбонитрирование садок рычагов привода клапана автомобилей ВАЗ из стали 40Х (по 2000 штук) по известным (режимы 1 и 2), опытным (режимы 3 и 6) и предлагаемым (режимы 4 и 5) способам. Детали предварительно подогревали в воздушной среде до 350оС, затем переносили в печь, нагретую до температур 570, 600, 630 и 660оС, с атмосферой, состоящей из аммиака и экзогаза с соотношением 1: 1 и 1: 2 для известного способа и 1: 4 - для опытных и предлагаемого способов. Выдерживали в течение 2-4 ч для формирования слоя карбонитридов и охлаждали в масле. Контроль расхода технологических газов проводили с помощью ротаметров. Рычаги для исследования и испытания отбирали из центральной части садки. Испытания на долговечность проводили на безмоторных установках по ускоренной 43-часовой методике.
Режимы азотирования рычагов, результаты их испытания и исследования приведены в таблице. Из нее видно, что повышение температуры азотирования до 600-630оС практически не изменяет металлографических характеристик упрочненного слоя (твердость, толщина карбонитридного слоя и зоны внутреннего азотирования), но повышает износостойкость детали, устраняет дефектообразование поверхности трения в виде шелушения.
Дальнейшее повышение температуры по 660оС (режим 6) приводит к снижению металлографических параметров упрочненного слоя и, в конечном счете, к снижению износостойкости детали.
Также из таблицы видно, что изменение соотношения аммиака и экзогаза от 1: 1, 1: 2 до 1: 4 (режим 3) не влияет на скорость процесса насыщения.
Использование предлагаемого способа позволит повысить износостойкость рычагов привода клапана в два раза, снизить расход аммиака в 2-2,5 раза, сократить время процесса на 25-35% . (56) Wunning J. "Harterei-Technische Mitteilungen", 1974, 29, N 1, 42-49.

Claims (2)

1. СПОСОБ КРАТКОВРЕМЕННОГО ГАЗОВОГО АЗОТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий диффузионное насыщение в атмосфере аммиака и экзогаза, охлаждение в масле, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости изделий, улучшения условий труда за счет сокращения расхода аммиака, интенсификации процесса и устранения шелушения поверхности, насыщение в атмосфере аммиака и экзогаза проводят при их объемном соотношении 1 : 4 при 600 - 630oС.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диффузионное насыщение в атмосфере аммиака и экзогаза проводят в течение 2,5 - 3 ч.
SU4850584 1990-07-16 1990-07-16 Способ кратковременного газового азотирования стальных изделий RU2007496C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4850584 RU2007496C1 (ru) 1990-07-16 1990-07-16 Способ кратковременного газового азотирования стальных изделий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4850584 RU2007496C1 (ru) 1990-07-16 1990-07-16 Способ кратковременного газового азотирования стальных изделий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2007496C1 true RU2007496C1 (ru) 1994-02-15

Family

ID=21527225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4850584 RU2007496C1 (ru) 1990-07-16 1990-07-16 Способ кратковременного газового азотирования стальных изделий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2007496C1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4154629A (en) Process of case hardening martensitic stainless steels
US20080277031A1 (en) Surface-carbonitrided stainless steel part excellent in wear resistance and its manufacturing method
JP3787663B2 (ja) 転がり軸受の熱処理方法
JPH0125823B2 (ru)
US4776901A (en) Nitrocarburizing and nitriding process for hardening ferrous surfaces
US6235128B1 (en) Carbon and alloy steels thermochemical treatments
US5211768A (en) Method of nitriding work pieces of steel under pressure
Eshkabilov et al. Structure and properties of the modified diffusion nitride-oxide surface layer
Eshkabilov et al. Hardening of cutting tools by combined gas nitriding method
RU2007496C1 (ru) Способ кратковременного газового азотирования стальных изделий
RU2679318C1 (ru) Способ диффузионного насыщения изделий из аустенитных сталей
US3705058A (en) Soft-nitriding procedure for steel and cast iron
KR100862217B1 (ko) 2단계 가스 질화 또는 가스 질화침탄에 의한 고내식 및고내마모 강재의 제조방법
US4184899A (en) Method of surface hardening stainless steel parts
US3892597A (en) Method of nitriding
CA2055541A1 (en) Process for nitriding steel workpieces under pressure
JP4523736B2 (ja) 鉄系摺動部材
KR20000027040A (ko) 열변형 저감을 위한 강의 표면 열처리 방법
KR101269573B1 (ko) 고면압강도, 고강도 및 고내식성 철강부품의 제조방법
RU2758506C1 (ru) Способ повышения износостойкости и коррозионной стойкости изделий из аустенитных сталей
Gundel A Novel Oxygen Free Ferritic Nitro Carburizing Process
SU395520A1 (ru)
RU1780340C (ru) Способ химико-термической обработки стальных деталей
RU2005809C1 (ru) Способ обработки деталей из легированных сталей
Chen et al. Assessment of Nitrocarburizing Processing in Fluidized Bed Furnace