RU2535818C1 - Method of protection of surface of parts during heating in furnaces - Google Patents
Method of protection of surface of parts during heating in furnaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535818C1 RU2535818C1 RU2013135761/02A RU2013135761A RU2535818C1 RU 2535818 C1 RU2535818 C1 RU 2535818C1 RU 2013135761/02 A RU2013135761/02 A RU 2013135761/02A RU 2013135761 A RU2013135761 A RU 2013135761A RU 2535818 C1 RU2535818 C1 RU 2535818C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- heating
- furnaces
- container
- titanium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам нагрева металлических деталей, а именно к способам защиты поверхности детали при нагреве в печах (например, в электрических камерных печах), и может найти применение в металлообрабатывающей отрасли, например, при осуществлении процесса термической обработки деталей.The invention relates to methods for heating metal parts, and in particular to methods of protecting the surface of a part when heated in furnaces (for example, in electric chamber furnaces), and may find application in the metalworking industry, for example, in the process of heat treatment of parts.
Известно, что при нагреве металлических деталей в печах их поверхность взаимодействует с газами печной атмосферы. Реакции, происходящие на поверхности нагреваемой детали, например, из инструментальной стали, имеют большое значение при ее термической обработке вследствие применения высоких температур. Можно отметить двоякое влияние, оказываемое на нагреваемый металл: окисление поверхности и в результате образование окалины; изменение содержания углерода в поверхностном слое (науглероживание или обезуглероживание) и в результате изменение свойств поверхностного слоя.It is known that when heating metal parts in furnaces, their surface interacts with the gases of the furnace atmosphere. The reactions occurring on the surface of a heated part, for example, of tool steel, are of great importance in its heat treatment due to the use of high temperatures. We can note the twofold influence exerted on the heated metal: oxidation of the surface and, as a result, the formation of scale; a change in the carbon content in the surface layer (carburization or decarburization) and, as a result, a change in the properties of the surface layer.
Известен способ защиты поверхности детали при нагреве в печах, при котором нагрев осуществляют в вакууме 10-1 мм рт.ст. (Ю.А. Геллер. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1975 г. - С.584, стр.120).A known method of protecting the surface of a part when heated in furnaces, in which heating is carried out in a vacuum of 10 -1 mm RT.article (Yu.A. Geller. Tool steels. M: Metallurgy, 1975 - p. 584, p. 120).
Недостатками данного способа защиты поверхности детали являются значительное удорожание процесса термической обработки и ограниченные возможности закалки деталей, нагретых данным способом.The disadvantages of this method of protecting the surface of the part are a significant increase in the cost of the heat treatment process and the limited possibilities of hardening of parts heated by this method.
Известен способ защиты поверхности детали при нагреве в печах, при котором используют контролируемую атмосферу, содержащую CO, H2, CH4, N2 (Ю.А. Геллер. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1975 г. - С.584, стр.120).There is a method of protecting the surface of a part when heated in furnaces, in which a controlled atmosphere containing CO, H 2 , CH 4 , N 2 is used (Y. A. Geller. Tool steels. M: Metallurgy, 1975 - S. 584, p. 120).
Недостатками данного способа являются трудоемкость создания контролируемой атмосферы, связанная с обеспечением точности ее состава, а также сложность подбора контролируемой атмосферы в зависимости от температуры нагрева и точки росы атмосферы. При этом отклонение от равновесного состояния одного из параметров приводит к окислению, науглероживанию или обезуглероживанию поверхностного слоя детали, то есть к образованию дефектов на поверхностном слое.The disadvantages of this method are the complexity of creating a controlled atmosphere, associated with ensuring the accuracy of its composition, as well as the difficulty of selecting a controlled atmosphere depending on the heating temperature and dew point of the atmosphere. In this case, a deviation from the equilibrium state of one of the parameters leads to oxidation, carburization or decarburization of the surface layer of the part, that is, to the formation of defects on the surface layer.
Известен способ защиты поверхности детали при нагреве, при котором нагрев осуществляют в отработанном карбюризаторе (Ю.А. Геллер. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1975 г. - С.584, стр.119).A known method of protecting the surface of a part during heating, in which the heating is carried out in a used carburetor (Y. A. Geller. Tool steels. M: Metallurgy, 1975 - S. 584, p. 119).
Недостатком данного способа является то, что в зависимости от конкретных условий возможно получение атмосферы с различным соотношением углекислого газа и окиси углерода, которое определяет степень окисления и обезуглероживания либо науглероживания поверхности.The disadvantage of this method is that, depending on the specific conditions, it is possible to obtain an atmosphere with a different ratio of carbon dioxide and carbon monoxide, which determines the degree of oxidation and decarburization or carburization of the surface.
Наиболее близким является способ защиты поверхности детали при нагреве в печах, при котором детали помещают в емкость, засыпают их стружкой и, закрыв емкость крышкой, производят нагрев (Ю.А. Геллер. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1975 г. - С.584, стр.119; С.Г. Кооп. Термическая обработка быстрорежущих сталей. Под ред. А.П. Гуляева. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1956 г. - C.120, стр.112).The closest is a method of protecting the surface of a part during heating in furnaces, in which the parts are placed in a container, covered with chips and, having closed the container with a lid, they are heated (Yu.A. Geller. Tool steels. M.: Metallurgy, 1975 - C .584, p. 119; SG Koop. Heat Treatment of High-Speed Steels. Edited by A.P. Gulyaev. M .: State Scientific and Technical Publishing House of Literature on Ferrous and Non-Ferrous Metallurgy, 1956 - C.120, p. 112).
Недостатком способа, при котором применяют нагрев в чугунной стружке, является зависимость защитных свойств среды от содержания углерода в стружке. Небольшое отклонение от оптимального состояния может привести как к науглероживанию, так и к обезуглероживанию поверхностного слоя детали.The disadvantage of this method, in which heating in cast iron chips is used, is the dependence of the protective properties of the medium on the carbon content in the chips. A slight deviation from the optimal state can lead to both carburization and decarburization of the surface layer of the part.
Техническим результатом, на который направлено изобретение, является создание простого и дешевого способа защиты поверхности деталей при нагреве их в печах, исключающего появление окисных пленок, науглероживания, обезуглероживания и наводороживания поверхностного слоя.The technical result to which the invention is directed is to create a simple and cheap way to protect the surface of parts when they are heated in furnaces, eliminating the appearance of oxide films, carburization, decarburization and hydrogenation of the surface layer.
Технический результат достигается тем, что в способе защиты поверхности деталей при нагреве в печах детали помещают в емкость, засыпают их стружкой и, закрыв емкость крышкой, производят нагрев.The technical result is achieved by the fact that in the method of protecting the surface of parts during heating in furnaces, the parts are placed in a container, they are covered with chips and, closing the container with a lid, they produce heating.
Новым в изобретении является то, что используют стружку, полученную при обработке титана или его сплавов, насыпная масса которой не менее 0,2 г/см3, при этом слой стружки над деталями не менее 10 мм, температура нагрева не менее 600°C.New in the invention is that they use chips obtained by processing titanium or its alloys, the bulk density of which is at least 0.2 g / cm 3 , while the chip layer above the parts is at least 10 mm, the heating temperature is at least 600 ° C.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Детали помещают в емкость и засыпают их стружкой, полученной при обработке резанием титана или его сплавов. Не допускается в титановой стружке наличие влаги или других веществ, испаряющихся или разлагающихся при нагреве. Допускается незначительное загрязнение стружки минеральным маслом. Вместо стружки допускается использовать титан в другой форме, важно, чтобы он находился в непосредственной близости от защищаемой поверхности.Parts are placed in a container and covered with chips obtained by processing by cutting titanium or its alloys. Moisture or other substances that evaporate or decompose when heated are not allowed in titanium chips. Minor contamination of the chips with mineral oil is allowed. Instead of shavings, it is allowed to use titanium in a different form, it is important that it is in close proximity to the protected surface.
Насыпная масса титановой стружки должна быть не менее 0,2 г/см3. При меньшей насыпной массе титановой стружки качество защиты снижается из-за большой пористости стружки, которая приводит к взаимодействию поверхности деталей с печной атмосферой.The bulk density of titanium chips should be at least 0.2 g / cm 3 . With a lower bulk density of titanium chips, the quality of protection is reduced due to the large porosity of the chips, which leads to the interaction of the surface of the parts with the furnace atmosphere.
Температура нагрева деталей в емкости с титановой стружкой должна быть не менее 600°C, потому что именно с этой температуры титан начинает интенсивно поглощать газы (углекислый газ, окись углерода).The temperature of heating parts in a container with titanium chips should be at least 600 ° C, because it is from this temperature that titanium begins to intensively absorb gases (carbon dioxide, carbon monoxide).
При этом слой титановой стружки над деталями должен быть не менее 10 мм. Такого слоя стружки достаточно для защиты поверхности детали.In this case, the titanium chip layer above the parts should be at least 10 mm. This layer of chips is enough to protect the surface of the part.
Затем емкость с деталями и титановой стружкой закрывают крышкой. Проводят процесс нагрева до требуемой температуры, например до температуры закалки или отжига.Then the container with parts and titanium shavings is closed with a lid. The process of heating to the desired temperature, for example, to a quenching or annealing temperature, is carried out.
По окончании технологической выдержки емкость выгружают из печи. Детали после их изъятия из емкости можно закалить или оставить в емкости для дальнейшего охлаждения. Поверхность деталей при правильно выполненной защите не имеет окисных пленок, не обезуглерожена и не науглерожена.At the end of the technological exposure, the container is unloaded from the furnace. Parts after they are removed from the tank can be hardened or left in the tank for further cooling. When properly protected, the surface of the parts does not have oxide films, is not decarburized, and is not carburized.
Эффект защиты поверхности детали обусловлен поглощением титаном таких газов, как кислород, углекислый газ, окись углерода, водород, и паров воды.The effect of protecting the surface of a part is due to the absorption by titanium of gases such as oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, and water vapor.
Предлагаемый способ защиты поверхности деталей при нагреве в печах позволяет получить поверхность деталей после нагрева без окисных пленок при отсутствии обезуглероженного и науглероженного слоя.The proposed method of protecting the surface of parts when heated in furnaces allows you to get the surface of the parts after heating without oxide films in the absence of decarburized and carburized layer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013135761/02A RU2535818C1 (en) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | Method of protection of surface of parts during heating in furnaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013135761/02A RU2535818C1 (en) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | Method of protection of surface of parts during heating in furnaces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2535818C1 true RU2535818C1 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013135761/02A RU2535818C1 (en) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | Method of protection of surface of parts during heating in furnaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2535818C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU59097A1 (en) * | 1940-02-03 | 1941-02-28 | А.А. Булах | Method for bright annealing of chromium alloys |
| SU1243903A1 (en) * | 1984-12-10 | 1986-07-15 | Московский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Стали И Сплавов | Method of heat treatment of articles of high-speed powdered steel |
| RU2358018C2 (en) * | 2003-04-23 | 2009-06-10 | Вольво Аэро Корпорейшн | Method and device for decreasing level of contamination of treated items |
-
2013
- 2013-07-30 RU RU2013135761/02A patent/RU2535818C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU59097A1 (en) * | 1940-02-03 | 1941-02-28 | А.А. Булах | Method for bright annealing of chromium alloys |
| SU1243903A1 (en) * | 1984-12-10 | 1986-07-15 | Московский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Стали И Сплавов | Method of heat treatment of articles of high-speed powdered steel |
| RU2358018C2 (en) * | 2003-04-23 | 2009-06-10 | Вольво Аэро Корпорейшн | Method and device for decreasing level of contamination of treated items |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГЕЛЛЕР Ю.А. Инструментальные стали, Москва, Металлургия, 1975, с.119, 120. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9260775B2 (en) | Low alloy steel carburization and surface microalloying process | |
| KR870010211A (en) | Improved Surface Wear Quality Metal Treatment | |
| Ju et al. | Effect of temperature on oxidation resistance and isothermal oxidation mechanism of novel wear-resistant Fe-Cr-B-Al-C-Mn-Si alloy | |
| Ramezani et al. | Evaluation of carbon diffusion in heat treatment of H13 tool steel under different atmospheric conditions | |
| Jiménez et al. | Mathematical modeling of a carburizing process of a SAE 8620H steel | |
| JP6194057B2 (en) | Surface treatment agent for steel and surface treatment method for steel | |
| CN104831293B (en) | Screw carburizing quenching process | |
| RU2535818C1 (en) | Method of protection of surface of parts during heating in furnaces | |
| JPH0125823B2 (en) | ||
| Han et al. | A Research on Selective Carburization Process of Low Carbon Steel | |
| DK2732066T3 (en) | Method of cooling metal blanks which have been subjected to nitration or nitrocarburation in a molten salt bath, apparatus for carrying out the process and similarly treated blanks | |
| Bott et al. | Al N formation in Fe‐A l alloys in N2‐O 2 atmospheres | |
| Baum et al. | Kinetics of oxidation and decarburization in Al-Si transformation induced plasticity steel | |
| Zhang et al. | Hydrogen absorption and desorption during heat treatment of AISI 4140 steel | |
| Hosseini et al. | Pack Carburizing: Characteristics, Microstructure, and Modeling | |
| Gan et al. | Study of laser nitriding on the GCR15 steel surface | |
| JP2013112877A (en) | Carburizing treatment method | |
| Aondona et al. | The effect of holding time on the hardness of case hardened mild steel | |
| Timotius et al. | The effect of heat treatment atmosphere on hardening of surface region of H13 tool steel | |
| Arbilei et al. | Liquid Nitriding of Stainless Steel 316L to improve fatigue properties for Orthopedic Screws | |
| JP2009299122A (en) | Nitriding-quenching method, heater for nitriding-quenching and nitriding-quenching apparatus | |
| Morizono et al. | Surface Modification of Ferritic Stainless Steel by Heating in Iron, Graphite and Alumina Powders | |
| Xu et al. | Diffusion behavior of carbon atoms in austenite region of SCM435 steel | |
| Alagbe et al. | Microstructural and Case Hardness Studies of Pack Cyanided Low Carbon Steel in Pulverized Cassava Leaves | |
| JPS6237692B2 (en) |