RU2256706C1 - Method of production of components and details made out of martensite-aging steels - Google Patents

Method of production of components and details made out of martensite-aging steels Download PDF

Info

Publication number
RU2256706C1
RU2256706C1 RU2004124488/02A RU2004124488A RU2256706C1 RU 2256706 C1 RU2256706 C1 RU 2256706C1 RU 2004124488/02 A RU2004124488/02 A RU 2004124488/02A RU 2004124488 A RU2004124488 A RU 2004124488A RU 2256706 C1 RU2256706 C1 RU 2256706C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aging
steels
martensite
components
carried out
Prior art date
Application number
RU2004124488/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Тарасов (RU)
А.Н. Тарасов
В.Н. Тилипалов (RU)
В.Н. Тилипалов
В.А. Панфилов (RU)
В.А. Панфилов
Original Assignee
Калининградский государственный технический университет
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 Калининградский государственный технический университет filed Critical Калининградский государственный технический университет
Priority to RU2004124488/02A priority Critical patent/RU2256706C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256706C1 publication Critical patent/RU2256706C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; shipbuilding; aircraft and spacer industries; methods of production of components and details made out of martensite-ageing steels.
SUBSTANCE: the invention is dealt with the field of metallurgy and concerns to the methods of thermal and thermal-chemical treatment of components and details made out of high-alloy and martensite-ageing steels used for production of components and details in shipbuilding, aircraft industry and space industry. The technical result of the invention is improvement of quality and an increase of the rate of formation of a carbonitride layer on the martensite-ageing steels. The components and details machinable with a good allowance for a final grinding are subjected to carbonitriding in the process of hardening heating above the temperatures of stagnation point Ac3 with an aging for 60-90 minutes in the charcoal loose with addition of the activating agents - Trilon-B and carbamide. Then conduct in liquid nitrogen and aging - at the temperature of minus 196°C for 0.5-1.0 hour. Then conduct a zonal abrasive-jet treatment of the working surfaces for a low temperature carbonitriding at the temperatures above Ac1 with removal of a passive oxide dross and with a surface finish class of Ra = 0.20-0.40 microns and lead a chemical-thermal treatment with loading of a charcoal mixture of the same composition at the steel ageing temperatures for 6-10 hours.
EFFECT: the invention ensures improvement of quality and an increase of the rate of formation of a carbonitride layer on the martensite-ageing steels.
6 cl, 4 dwg, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической и химико-термической обработке деталей из высоколегированных мартенситно-стареющих, применяемых для изготовления деталей в судостроении, авиастроении и космической технике.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to thermal and chemical-thermal treatment of parts from high-alloy martensitic-aging, used for the manufacture of parts in shipbuilding, aircraft manufacturing and space technology.

Известно применение мартенситно-стареющих сталей типа 03Х13Н8Д2ТМ для изготовления деталей приводов с проведением предварительной механической обработки, закалки, обработки холодом, старения при температурах ниже критической точки Ac1 и азотирование в интервале 560-575°С в течение 36-48 часов после окончательного шлифования в диссициированном аммиаке (ОСТ 92-1311-80, с.52. Детали из сталей и сплавов. Технические требования и термическая обработка).It is known to use martensitic-aging steels of type 03X13H8D2TM for the manufacture of drive parts with pre-machining, quenching, cold working, aging at temperatures below the critical point A c1 and nitriding in the range of 560-575 ° C for 36-48 hours after final grinding in dissociated ammonia (OST 92-1311-80, p.52. Parts from steels and alloys. Technical requirements and heat treatment).

Известен способ обработки стали 08Х15Н5Д2Т, предусматривающий азотирование после закалки, отпуск и механическую обработку шлифованием до шероховатости поверхности Ra=0,10 мкм, азотирование при температурах 560-600°С в течение 48-65 часов в смеси аммиака и азота (Металлические материалы, хладностойкие до - (196...253)°С. Справочник, ГОНТИ №1 - 1982, под ред. Ю.И.Русиновича и др., с.67-68).A known method of processing steel 08X15H5D2T, which provides nitriding after hardening, tempering and machining by grinding to a surface roughness R a = 0.10 μm, nitriding at temperatures 560-600 ° C for 48-65 hours in a mixture of ammonia and nitrogen (Metallic materials, cold-resistant up to - (196 ... 253) ° С. Handbook, GONTI No. 1 - 1982, under the editorship of Yu.I. Rusinovich and others, p. 67-68).

Вышеперечисленные способы изготовления и обработки трудоемки и энергоемки, недостаточно универсальны и технологичны применительно к деталям сложной конфигурации.The above methods of manufacturing and processing are labor-consuming and energy-intensive, insufficiently versatile and technologically advanced in relation to parts of complex configuration.

Наиболее близким к заявляемому является способ химико-термической обработки деталей из мартенситно-стареющих сталей типа Н18К9М5Т, Н18К12М2ТЮ, предусматривающий проведение азотирования при температурах старения ниже критических с числом циклов 10-30 и механической обработкой деталей до закалки и доводкой после старения (Забелин С.Ф. Технологические основы процессов химико-термоциклической обработки сталей. Технология металлов. 2004, №5, с.16).Closest to the claimed is a method of chemical-thermal treatment of parts from maraging steels of the type N18K9M5T, N18K12M2TU, providing nitriding at aging temperatures below critical with a number of cycles of 10-30 and machining the parts before quenching and fine-tuning after aging (Zabelin S.F. . Technological basis of the processes of chemical-thermocyclic treatment of steels. Technology of metals. 2004, No. 5, p.16).

Недостатками технологии являются сложность в осуществлении, высокая трудоемкость осуществления в различных производствах машиностроительных предприятий, высокие затраты на газоприготовительные установки и оборудование, недостаточная технологичность изготовления и упрочнения деталей с резкими переходами сечений, а также неоднородность диффузионных слоев по толщине, микротвердости и, как следствие, не обладают максимальными эксплуатационными характеристиками.The disadvantages of the technology are the difficulty in implementation, the high complexity of the implementation in various industries of machine-building enterprises, the high costs of gas treatment plants and equipment, the lack of manufacturability and hardening of parts with sharp cross-sections, as well as the heterogeneity of the diffusion layers in thickness, microhardness and, as a result, not have maximum performance.

Изобретение решает задачу повышения качества формирования карбонитридного слоя на сложнолегированных мартенситно-стареющих сталях, увеличение скорости диффузионного насыщения при азотонауглероживании сталей названного класса вследствие пассивации с образованием поверхностных пленок, содержащих окислы хрома и железа. Одновременно снижается трудоемкость изготовления и обработки, повышение прочности основного металла, снижение деформации.The invention solves the problem of improving the quality of the formation of the carbonitride layer on complex alloyed martensitic-aging steels, increasing the diffusion saturation rate during nitrogen carbonization of the steels of this class due to passivation with the formation of surface films containing chromium and iron oxides. At the same time, the complexity of manufacturing and processing, increasing the strength of the base metal, reducing strain.

Для достижения необходимого технического результата в известном способе упрочнения мартенситно-стареющих сталей, включая механическую обработку с припуском на шлифование, закалку, химико-термическую обработку, совмещенную со старением и шлифованием, предусматривается в процессе нагрева под закалку проведение азотонауглероживание в течение 60-90 минут в древесно-угольном составе с активирующими добавками, затем осуществление абразивно-струйной обработки рабочей зоны поверхности детали с классом чистоты Rа=0,2-0,4 мкм и химико-термической обработки в процессе старения в виде азотонауглероживания при температуре выше Ac1 в течение 6-10 часов.To achieve the desired technical result in the known method of hardening martensitic-aging steels, including machining with an allowance for grinding, hardening, chemical-heat treatment combined with aging and grinding, it is envisaged to carry out nitrogen carbonization for 60-90 minutes during heating under quenching wood-carbon composition with activating additives, then performing abrasive blasting working area with part surface cleanliness class R a = 0.2-0.4 microns and chemicothermal minutes treatment in the aging process in the form of carbonitriding at a temperature higher than A c1 for 6-10 hours.

Одновременно предусматривается, что азотонауглероживание в процессе нагрева под закалку и старение ведут в древесно-угольной засыпке одинакового состава с активаторами, трилоном-Б и карбамидом в равных количествах. Предусматривается также проведение механической обработки с припуском на шлифование по базовым поверхностям 0,10-0,20 мм, а также охлаждение при закалке в жидком азоте с выдержкой после охлаждения деталей до -96°С с выдержкой 0,5-1,0 час, и проведение доводки полированием после азотонауглероживания по рабочей зоне на глубину 5-10 мкм.At the same time, it is envisaged that nitrogen carbonization during quenching and aging is carried out in a charcoal backfill of the same composition with activators, trilon-B and urea in equal amounts. It is also envisaged to carry out machining with an allowance for grinding on base surfaces of 0.10-0.20 mm, as well as cooling during quenching in liquid nitrogen with holding after cooling the parts to -96 ° C with holding 0.5-1.0 hours, and polishing refinement after nitrogen carbonization in the working area to a depth of 5-10 microns.

На прилагаемых дополнительных материалах изображено:The attached additional materials depict:

на фиг.1 - эскиз кулачкового валика из стали 04Х14К13Н4М2ТВ; на фиг.1 приняты следующие обозначения: 1 - кулачковый валик; 2 - зона абразивно-струйной обработки; зоны шлифования - 3;figure 1 is a sketch of a cam roller made of steel 04X14K13H4M2TV; figure 1, the following notation: 1 - cam roller; 2 - zone of abrasive blasting; grinding zones - 3;

на фиг.2 - микроструктура диффузионного карбонитридного слоя на рабочей части кулачкового валика из стали мартенситно-стареющей 04Х14К13Н3М2ТВ после обработки по предложенному способу, х150;figure 2 - the microstructure of the diffusion carbonitride layer on the working part of the cam roller made of maraging steel 04X14K13H3M2TV after processing by the proposed method, x150;

на фиг.3 - макроизлом образцов-свидетелей после испытания на ударную вязкость с V-образным надрезом значения Kсу в Дж/см2 для выдержек при азотонауглероживании в течение 60 минут при закалке и 6 часов при старении - (справа) и 90 мин и 10 часов соответственно;figure 3 is a macroshoot of test specimens after impact testing with a V-shaped notch of the value of K su in J / cm 2 for holdings under nitrogen carbonization for 60 minutes during hardening and 6 hours during aging - (right) and 90 minutes 10 hours respectively;

на фиг.4 - кулачки после полной обработки.figure 4 - cams after complete processing.

Сущность процессов и превращений, протекающих при изготовлении деталей из мартенситно-стареющих сталей по предложенному способу, приводящих к получению оптимальных высоких свойств и характеристик поверхности и основного металла в следующем. При азотонауглероживании в процессе нагрева под закалку, например, кулачковых валиков (фиг.1) на всех поверхностях (1, 2, 3) за время выдержки 60-90 минут формируется карбонитридный слой толщиной 0,2-0,3 мм, сердцевина прогревается и структурно подготавливается к закалке на максимальную твердость. Активаторы натрий, азотосодержащий трилон-Б и азотоуглеродосодержащий карбамид ускоряют азотонауглероживание, диффузионный слой формируется более равномерным по толщине и с плавным изменением содержания азота и углерода от поверхности к сердцевине. Идентично действие активаторов при проведении азотонауглероживания в процессе старения. При охлаждении для закалки в жидком азоте при -196°С со скоростью 150-200°С/с, т.е. на уровне охлаждения в масле достигается оптимальное структурное состояние для последующего упрочнения сердцевины. Выдержка в жидком азоте 0,5-1,0 час позволяет стабилизировать размеры классных деталей и минимализировать последующую структурную деформацию ажурных деталей при старении.The essence of the processes and transformations taking place in the manufacture of parts from maraging steels according to the proposed method, leading to optimal high properties and characteristics of the surface and base metal in the following. During nitrogen carbonization during heating for hardening, for example, cam rollers (Fig. 1), a carbon nitride layer 0.2–0.3 mm thick is formed on all surfaces (1, 2, 3) during a holding time of 60–90 minutes, the core is heated and structurally prepared for hardening for maximum hardness. Activators of sodium, nitrogen-containing trilon-B and nitrogen-carbon-containing urea accelerate nitrogen-carbonization, the diffusion layer is formed more uniform in thickness and with a smooth change in the content of nitrogen and carbon from the surface to the core. The action of activators when carrying out nitrogen-carburization during aging is identical. When cooled for quenching in liquid nitrogen at -196 ° С at a speed of 150-200 ° С / s, i.e. at the level of cooling in the oil, an optimal structural state is achieved for the subsequent hardening of the core. Exposure in liquid nitrogen for 0.5-1.0 hours allows you to stabilize the size of cool parts and minimize subsequent structural deformation of openwork parts during aging.

Абразивно-струйная обработка рабочей поверхности (фиг.1, поз.2) позволяет при классе чистоты Ra=0,20-0,40 мкм снять тонкий оксидный слой и обеспечить повышенную скорость диффузии азота и углерода при азотонауглероживании в процессе старения при температурах выше Ac1 при толщинах слоев до 0,3-0,4 мм за более короткое время (6-10 часов). Чистовое шлифование по базовым поверхностям 3 (фиг.1) и полирование на глубину 5-10 мкм по рабочей поверхности 2 позволяет получить детали одновременно с высокой износостойкостью при контактном трении и высокой коррозионной стойкостью в морской воде и во влажной атмосфере.Abrasive blasting of the working surface (Fig. 1, item 2) allows for a cleanliness class R a = 0.20-0.40 μm to remove a thin oxide layer and to provide an increased diffusion rate of nitrogen and carbon during nitrogen carbonization during aging at temperatures above A c1 with layer thicknesses up to 0.3-0.4 mm in a shorter time (6-10 hours). Finishing grinding on the base surfaces 3 (Fig. 1) and polishing to a depth of 5-10 μm along the working surface 2 allows you to get parts simultaneously with high wear resistance in contact friction and high corrosion resistance in sea water and in a humid atmosphere.

Изготовление и обработка деталей по предложенной схеме позволяет практически за два цикла азотонауглероживания при нагреве под закалку и в процессе старения получить детали с твердыми диффузионными, прочно связанными с основой слоями при прочности сердцевины 1450-1680 МПа. Достигается сокращение трудоемкости изготовления и упрочняющей химико-термической обработки в 2,5-3 раза, износостойкость повышается в 1,5-2 раза при сохранении коррозионной стойкости не хуже 2-х баллов шкалы по ГОСТ 13819 и ОСТ 92-1346-83.The manufacture and processing of parts according to the proposed scheme makes it possible to obtain parts with solid diffusion layers firmly bonded to the base with a core strength of 1450-1680 MPa for almost two cycles of nitrogen-carburization during quenching heating and aging. Achieving a reduction in the complexity of manufacturing and hardening chemical-thermal treatment by 2.5-3 times, wear resistance increases by 1.5-2 times while maintaining corrosion resistance not worse than 2 points of the scale according to GOST 13819 and OST 92-1346-83.

Практическое осуществление способа иллюстрируется примерами изготовления высокопрочных деталей приводов для глубоководных аппаратов “Мир-1”, “Мир-2”, при этом кулачковые валики рулевого привода из сталей 04Х14К13Н3М2ТВ, 06Х16НМД2Т длиной 180-200 мм и диаметром 18-35 мм по кулачкам и диаметром 16-22 мм по базовым поверхностям изготовляли и обрабатывали по разработанной технологии. Укладку и установку кулачковых валиков для азотонауглероживания при нагреве под закалку и азотонауглероживания в процессе старения проводили по схеме “контейнер в контейнере”, вертикально устанавливая валики в древесно-угольной смеси с добавкой активаторов.The practical implementation of the method is illustrated by examples of the manufacture of high-strength drive parts for deep-sea vehicles “Mir-1”, “Mir-2”, while the camshafts of the steering drive from steel 04Kh14K13N3M2TV, 06Kh16NMD2T are 180-200 mm long and 18-35 mm in diameter with cams and diameters 16-22 mm on the base surfaces were manufactured and processed according to the developed technology. Laying and installation of cam rollers for nitrogen carbonization during heating under quenching and nitrogen carbonization during aging was carried out according to the “container in container” scheme, vertically installing rollers in a charcoal mixture with the addition of activators.

Нагрев под закалку с одновременным азотонауглероживанием и обработку в процессе старения вели в малоэнергоемких электропечах СНОЛ-3.4.6/10М-1 и СНО-4.6.4/9, 5И2, СНОЛ-1.6.2.5.1/9И3. При азотонауглероживании в процессе старения использовали также печи СНО-, СШО-4.4/7 и контейнеры из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Составы для азотонауглероживания содержали активированный березовый уголь и активаторы трилон-Б 7-10 вес.%, карбамид технический 5-10 вес.%. Для охлаждения применяли криостаты с жидким азотом, масляные ванны, воздушные спрееры. Абразивно-струйную обработку проводили тонким карбидом кремния фракций 100-500 мкм.Heating under quenching with simultaneous nitrogen carbonization and treatment during aging were carried out in low-power electric furnaces SNOL-3.4.6 / 10M-1 and SNO-4.6.4 / 9, 5I2, SNOL-1.6.2.5.1 / 9I3. During nitrogen carbonization during the aging process, SNO-, SSHO-4.4 / 7 furnaces and 12X18H10T stainless steel containers were also used. Compositions for nitrogen carbonization contained activated birch charcoal and Trilon-B activators 7-10 wt.%, Technical carbamide 5-10 wt.%. For cooling, cryostats with liquid nitrogen, oil baths, air sprayers were used. Abrasive blasting was performed with thin silicon carbide fractions of 100-500 microns.

Пример 1. Кулачковые валики длиной 160 мм, диаметром базовой части 20 мм, рабочей части диаметром 36 мм изготовляли из стали 04Х14К13Н3М2ТВ, пруток 50 мм по ТУ 14-1-1149-74. После механической обработки с припуском базовых поверхностей 0,1-0,15 мм и на полирование рабочей поверхности 10-12 мкм вели азотонауглероживание в процессе нагрева под закалку по 5 штук в контейнере, устанавливая вертикально. После нагрева до 1020-1030°С проводили выдержку в течение 90 минут, смесь содержала древесный уголь с 10 вес.% трилона-Б и карбамида, последующее охлаждение в жидком азоте при -196°С завершали выдержкой садки в криостате в течение 1 часа. Абразивно-струйную обработку проводили по рабочей поверхности кулачков с классом чистоты Rа=0,40 мкм со снятием окисной пленки, после чего проводили азотонауглероживание в аналогичном составе в контейнере при температуре выше Ac1, равной 580°С, в течение 10 часов. Заключительными операциями были шлифование базовых поверхностей и полирование рабочей поверхности пастой ГОИ со снятием слоя 10 мкм.Example 1. Cam rollers with a length of 160 mm, a diameter of the base part of 20 mm, a working part with a diameter of 36 mm were made of steel 04X14K13N3M2TV, a bar of 50 mm according to TU 14-1-1149-74. After machining with an allowance of the base surfaces of 0.1-0.15 mm and polishing the working surface of 10-12 μm, nitrogen carbonization was carried out during heating by quenching for 5 pieces in a container, installing vertically. After heating to 1020-1030 ° C, exposure was carried out for 90 minutes, the mixture contained charcoal with 10 wt.% Trilon-B and carbamide, subsequent cooling in liquid nitrogen at -196 ° C was completed by holding the cage in a cryostat for 1 hour. Abrasive blasting was performed on the working surface of cams with a purity class R a = 0.40 μm with removal of an oxide film, followed by nitrogen carbonization in a similar composition in a container at a temperature above A c1 of 580 ° C for 10 hours. The final operations were grinding the base surfaces and polishing the working surface with GOI paste with a 10 micron layer being removed.

На фиг.2 приведена микроструктура износостойкого карбонитридного слоя на рабочих поверхностях кулачков с микротвердостью слоя Н0,5H=880-900, на фиг.3 показан характер излома образцов-свидетелей при испытании на ударную вязкость стандартных образцов с V-образным надрезом.Figure 2 shows the microstructure of a wear resistant carbonitride layer on the working surfaces of cams layer with a microhardness H 0,5H = 880-900, Figure 3 shows the nature of the fracture witness samples when tested for toughness standard specimens with V-notch.

В результате обработки по предложенному способу получены высокопрочные валики с прочностью основного металла 1500-1560 МПа, с ударной вязкостью лучше 60 Дж/см2, с износостойкой поверхностью кулачков, превосходящей в 1,7 раза детали, обработанные по известной технологии. Трудоемкость механической обработки до и после химико-термической обработки сократилась на 35%, а трудоемкость термической обработки уменьшилась втрое.As a result of processing by the proposed method, high-strength rollers with a strength of the base metal of 1500-1560 MPa, impact strength better than 60 J / cm 2 , with a wear-resistant surface of the cams, exceeding 1.7 times the parts processed by known technology, were obtained. The complexity of machining before and after chemical-thermal treatment was reduced by 35%, and the complexity of heat treatment was reduced by a factor of three.

Пример 2. Валики-эксцентрики диаметром 16 мм, длиной 120 мм с кулачками диаметром 28 мм изготовляли из стали 03Х13Н8Д2ТМ-ВД прутка 40 мм и после механической обработки с классом чистоты Ra = 1,25 мкм с припуском на шлифование 0,10 мм на сторону азотонауглероживанием в процессе нагрева под закалку при 950-960°С с выдержкой 60 минут в составе, содержащем отработанный древесно-угольный карбюризатор с добавкой 7% трилона-Б и 5% карбамида с охлаждением в воде. Обработку холодом проводили в жидком азоте при -196°С в течение часа, а затем рабочую поверхность кулачков подвергали абразивно-струйной обработке с классом чистоты 0,2 мкм. Азотонауглероживание проводили при температуре выше Ac1, при 590°С в течение 6 часов, совмещая со старением, с размещением в древесно-угольной смеси с активатором в тех же количествах, что и при нагреве для закалки. Шлифование базовых поверхностей проводили со снятием припуска 0,1 мм, а рабочую поверхность кулачков полировали со съемом 5-7 мкм (фиг.4).Example 2. Eccentric rollers with a diameter of 16 mm and a length of 120 mm with cams with a diameter of 28 mm were made of steel 03X13H8D2TM-VD with a bar of 40 mm and after machining with a purity class of R a = 1.25 μm with an allowance for grinding of 0.10 mm per side by nitrogen carbonization during heating under quenching at 950-960 ° С with a holding time of 60 minutes in a composition containing a spent charcoal carburizer with the addition of 7% Trilon-B and 5% carbamide with cooling in water. The cold treatment was carried out in liquid nitrogen at -196 ° C for an hour, and then the working surface of the cams was subjected to blasting with a purity class of 0.2 μm. Nitrogen-carbonization was carried out at a temperature above A c1 , at 590 ° C for 6 hours, combining with aging, with placement in the charcoal mixture with the activator in the same amounts as during heating for quenching. The grinding of the base surfaces was carried out with the removal of an allowance of 0.1 mm, and the working surface of the cams was polished with a removal of 5-7 microns (figure 4).

Разработанная схема изготовления и упрочнения позволила получить детали с высокопрочной сердцевиной в пределах 1450-1470 МПа, с износостойкими рабочими поверхностями с микротвердостью Н0,5H=910-920 при равномерном по глубине карбонитридном слое толщиной 320-340 мкм, имеющим по сравнению с известным многоступенчатым азотированием и нитроцементацией более высокую коррозионную стойкость в морской воде, лучшие трибологические характеристики при контактном трении, вдвое повысился ресурс работы деталей на глубоководных аппаратах “Мир”.The developed fabrication and hardening scheme made it possible to obtain parts with a high-strength core in the range of 1450-1470 MPa, with wear-resistant working surfaces with a microhardness of H 0.5H = 910-920 with a carbon nitride layer uniform in depth with a thickness of 320-340 μm, which, compared to the known multi-stage nitriding and nitrocarburizing higher corrosion resistance in seawater, better tribological characteristics in contact friction, doubled the service life of parts on deep-sea apparatus "Mir".

Пример 3. Распределительные кулачковые валики диаметром кулачков 24 мм, длиной 230 мм изготовляли из стали 04Х14К13Н3М2ТВ-ВД с припусками на шлифование шеек и полирование кулачков. Нагрев под закалку при 1000°С проводили в течение 60 минут в засыпке из гранулированного древесного угля с добавкой по 7% трилона-Б и карбамида. После охлаждения в воздушном спреере проводили обработку в криостате при -196°С в течение 1 часа и обрабатывали абразивно-струйным методом поверхности кулачков. После чего проводили азотонауглероживание в контейнерах в смеси этого же состава с вертикальным расположением деталей по 4 валика в садке при температуре 580°С в течение 10 часов. Шлифование базовых поверхностей вели со съемом 0,15 мм, а полирование кулачков со снятием слоя 5-7 мкм (фиг.4). Свойства диффузионного упрочненного слоя и основного металла, полученные при обработке по предложенному способу и по известной технологии приведен в таблице.Example 3. Distribution cam rollers with a diameter of cams 24 mm, length 230 mm were made of steel 04X14K13N3M2TV-VD with allowances for grinding the necks and polishing the cams. Heating under quenching at 1000 ° C was carried out for 60 minutes in a bed of granulated charcoal with the addition of 7% Trilon-B and carbamide. After cooling in an air sprayer, the cryostat was treated at -196 ° C for 1 hour and the surfaces of the cams were abrasively blasted. After that, nitrogen-carburization was carried out in containers in a mixture of the same composition with a vertical arrangement of 4 rolls in a cage at a temperature of 580 ° C for 10 hours. The grinding of the base surfaces was carried out with a removal of 0.15 mm, and the polishing of the cams with the removal of a layer of 5-7 microns (figure 4). The properties of the diffusion hardened layer and the base metal obtained during processing by the proposed method and by known technology are shown in the table.

При обработке в температурных режимах и времени выдержки за пределами заявляемых положительный эффект существенно уменьшается.When processing in temperature conditions and exposure time outside the claimed positive effect is significantly reduced.

Figure 00000002
Figure 00000002

Детали, обработанные по предложенному способу, имели лучшую прирабатываемость, отсутствовала поводка по длине, снижены припуски на чистовую обработку, процесс технологичен, прост в осуществлении, сократились энергозатраты на термическую обработку в 2 раза, суммарная трудоемкость изготовления деталей снизилась в 3 раза.Parts machined according to the proposed method had better run-in time, there was no leash in length, finishing allowances were reduced, the process was technological, simple to implement, energy costs for heat treatment were reduced by 2 times, the total complexity of manufacturing parts was reduced by 3 times.

Claims (5)

1. Способ изготовления деталей из мартенситно-стареющих сталей, включающий механическую обработку с припуском на шлифование, закалку, химико-термическую обработку, совмещенную со старением, и шлифование, отличающийся тем, что в процессе нагрева под закалку проводят азотонауглероживание в течение 60-90 мин в древесно-угольном составе с активирующими добавками, затем осуществляют абразивно-струйную обработку рабочей зоны поверхности детали с классом чистоты Ra=0,20-0,40 мкм, а химико-термическую обработку в процессе старения проводят в виде азотонауглероживания при температуре выше Aс1 в течение 6-10 ч.1. A method of manufacturing parts from maraging steels, including machining with an allowance for grinding, hardening, chemical-heat treatment combined with aging, and grinding, characterized in that during heating under hardening, nitrogen carbonization is carried out for 60-90 min in wood-carbon composition with activating additives, is then carried out by abrasive blasting the working area with part surface cleanliness class R a = 0,20-0,40 microns, the chemical-thermal treatment in the aging process is carried out in the form of az tonauglerozhivaniya at a temperature above A c1 for 6-10 hours. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что азотонауглероживание в процессе нагрева под закалку и старение проводят в древесно-угольной засыпке одинакового состава с активаторами, трилоном-Б и карбамидом в равных количествах.2. The method according to claim 1, characterized in that the nitrogen-carbonization during heating under quenching and aging is carried out in a charcoal bed of the same composition with activators, trilon-B and urea in equal amounts. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическую обработку проводят с припуском на шлифование по базовым поверхностям, равным 0,1-0,20 мм.3. The method according to claim 1, characterized in that the machining is carried out with an allowance for grinding on the base surfaces, equal to 0.1-0.20 mm 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение при закалке ведут в жидком азоте и после охлаждения деталей до -196°С проводят выдержку в течение 0,5-1,0 ч.4. The method according to claim 1, characterized in that the cooling during hardening is carried out in liquid nitrogen and after cooling the parts to -196 ° C, they are held for 0.5-1.0 hours. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочую зону поверхности детали после азотонауглероживания в процессе старения подвергают доводке полированием на глубину 5-10 мкм.5. The method according to claim 1, characterized in that the working area of the surface of the part after nitrogen carbonization during aging is subjected to polishing to a depth of 5-10 microns.
RU2004124488/02A 2004-08-10 2004-08-10 Method of production of components and details made out of martensite-aging steels RU2256706C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004124488/02A RU2256706C1 (en) 2004-08-10 2004-08-10 Method of production of components and details made out of martensite-aging steels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004124488/02A RU2256706C1 (en) 2004-08-10 2004-08-10 Method of production of components and details made out of martensite-aging steels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2256706C1 true RU2256706C1 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004124488/02A RU2256706C1 (en) 2004-08-10 2004-08-10 Method of production of components and details made out of martensite-aging steels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256706C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2714271C1 (en) * 2019-11-25 2020-02-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный университет" Bath composition for nitriding parts from structural and tool steels

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗАБЕЛИН С.Ф. Технологические основы процессов химико-термической обработки сталей. Технология металлов. №5, 2004, с.16. БИРМАН С.Р. Экономнолегированные мартенситно-стареющие стали. - М.: Металлургия, 1974, с.177-180. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2714271C1 (en) * 2019-11-25 2020-02-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный университет" Bath composition for nitriding parts from structural and tool steels

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3885995A (en) Process for carburizing high alloy steels
US8753457B2 (en) Nitrogen alloyed martensitic stainless steel and process
CN100453661C (en) Bearing's component, heat treatment method thereof, heat treatment apparatus, and rolling bearing
CN101139692A (en) Martensitic stainless steel cementation method and product thereof
JP5477111B2 (en) Nitriding induction hardening steel and nitriding induction hardening parts
CN107245691B (en) Surface strengthening method for metal material composite heat treatment
CN101392361A (en) Nitrocarburizing method of martensitic stainless steel and preparation method thereof
JP5649884B2 (en) Steel member having nitrogen compound layer and method for producing the same
CN111549206A (en) Heat treatment process for high-wear-resistance antirust gear steel
CN110965014A (en) Steel ball carbonitriding process
CN114293139A (en) Low-temperature soft nitriding process
Genel et al. Corrosion fatigue behaviour of ion nitrided AISI 4140 steel
CN109778109B (en) Method for solving problem of unqualified carbonitriding quality
JP3792341B2 (en) Soft nitriding steel with excellent cold forgeability and pitting resistance
CN114433648A (en) Cold-drawing processing method of high-carbon chromium bearing steel guide rail blank
WO2014002288A1 (en) Steel sheet for soft nitriding and process for producing same
CN108277453B (en) High-chromium micro-deformation cold stamping die surface chromium-vanadium co-infiltration treatment method
RU2256706C1 (en) Method of production of components and details made out of martensite-aging steels
JP5378715B2 (en) Steel surface treatment method and surface treatment apparatus
Triwiyanto et al. Low temperature thermochemical treatments of austenitic stainless steel without impairing its corrosion resistance
JP2000073156A (en) Production of nitrided stainless steel
Tsikh et al. Advancement of the process of carbonitriding.
JP5503417B2 (en) Case-hardened steel parts with excellent sliding characteristics
KR100988702B1 (en) A quenched nitride and the method of manufacture thereof
Mukhametzyanova et al. Features of technological materials application in thermal manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090811