RU2784616C1 - Способ азотирования малогабаритных изделий из инструментальных быстрорежущих сталей - Google Patents
Способ азотирования малогабаритных изделий из инструментальных быстрорежущих сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784616C1 RU2784616C1 RU2022100490A RU2022100490A RU2784616C1 RU 2784616 C1 RU2784616 C1 RU 2784616C1 RU 2022100490 A RU2022100490 A RU 2022100490A RU 2022100490 A RU2022100490 A RU 2022100490A RU 2784616 C1 RU2784616 C1 RU 2784616C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- nitriding
- chamber
- small
- speed
- Prior art date
Links
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 18
- TWXTWZIUMCFMSG-UHFFFAOYSA-N nitride(3-) Chemical compound [N-3] TWXTWZIUMCFMSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011068 load Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 125000004433 nitrogen atoms Chemical group N* 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000976924 Inca Species 0.000 description 1
- 229910001103 M42 high speed steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 1
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области машино- и приборостроения, а именно к технологии формирования твердых, износостойких нитридных слоев на малогабаритных изделиях из инструментальных быстрорежущих сталей, а именно штамповом и режущем инструменте. Способ азотирования малогабаритных изделий из инструментальных быстрорежущих сталей, включающий размещение изделия в цилиндрической керамической или кварцевой камере, запуск газовой среды, последующие индукционный нагрев, выдержку и охлаждение, при этом рабочий объем продувается газовой средой, а именно азотом, затем камеру герметизируют и создают давление азота 0,1-0,3 МПа, последующий индукционный нагрев малогабаритного стального изделия осуществляют до температуры 800-1200οС при частоте тока на индукторе 60±20 кГц и потребляемой удельной электрической мощности 30-45 кВт/кг, при этом выдержка составляет 5-15 минут, а охлаждение производится за счет продувки камеры азотом. Техническим результатом является повышение микротвердости и износостойкости изделий из инструментальных быстрорежущих сталей в результате формирования упрочненного нитридного и диффузионного слоев толщиной 20-30 мкм и 160-200 мкм, и микротвердостью 1950±50 HV0,98 и 1650±50 HV0,98 соответственно. 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области машино- и приборостроения, а именно к технологии формирования твердых, износостойких нитридных слоев на малогабаритных изделиях из инструментальных быстрорежущих сталей, а именно штамповом и режущем инструменте.
Для повышения твердости, износостойкости изделий из инструментальных сталей на их поверхности формируют функциональные градиентные слои, например, газовым азотированием.
Известные способы азотирования инструментальной стали характеризуются значительной продолжительностью процесса или его технологической сложностью, а также токсичностью используемых веществ, что способствует поиску новых путей решения имеющейся проблемы [Теория и технология азотирования / Лахтин Ю.М., Коган Я.Д., Шпис Г., Бемер 3. // М.: Металлургия, 1991. - 320 с].
Известен способ вакуумного ионно-плазменного азотирования стальных изделий для получения твердых, износостойких, с повышенной контактной долговечностью упрочненных слоев на инструментальной стали [патент RU на изобретение №2418095 / В.В. Будилов, К.Н. Рамазанов, В.К. Вафин // Способ вакуумного ионно-плазменного азотирования изделий из стали. - 2011], заключающийся в проведении процесса азотирования в вакуумной камере, в которую запускается рабочая газовая среда (N2 50%-80%, Ar 25%-10%, С2Н2 25%-10%) под давлением 100 Па, затем производится нагрев до 500-540°С и выдержка в течение 4-6 часов.
Основными недостатками способа являются: значительная продолжительность процесса азотирования, необходимость использования относительно дорогостоящего вакуумного оборудования.
Известен также способ получения упрочненного нитридного слоя на стальных изделиях [патент RU на изобретение №2367715 / П.Г. Петрова, В.А. Александров, Л.П. Шестопалова // Способ азотирования изделий из легированных сталей. - 2009], заключающийся в азотировании стали в атмосфере диссоциированного аммиака при температуре 500-600°С в течение 1 часа и последующем охлаждении в печи. Данный метод позволяет получить упрочненный диффузионный слой толщиной 50-55 мкм и твердостью 1300-1350 HV.
Основным недостатком способа является: токсичность применяемого газа, малая толщина формируемых диффузионных слоев.
Известен также способ и устройство для ускоренного азотирования деталей машин с использованием импульсов электромагнитного поля [патент RU на изобретение №2532779 / С.А. Герасимов, Е.А. Сергиевский, А.В. Иванов, С.А. Поляков, А.П. Алехин, М.А. Гурбич, В.В. Ступников // Способ и устройство для ускоренного азотирования деталей машин с использованием электромагнитного поля. - 2014], заключающийся в упрочнении изделий из стали ВКС-7 в реакционной среде (аммиак) при температуре не менее 500°С в течение 2 часов. Способ заключается в размещение изделий в рабочей камере, затем в рабочий объем подается реакционный газ - аммиак. Под действием теплоэлектронагревателя аммиак диссоциирует с образованием ионов азота. Посредством индуктора размещенного снаружи реакционной камеры генерируются магнитные импульсы, которые ускоряют движение ионов азота и способствуют магнитострикционной деформации границ зерен поверхности обрабатываемого материала. В результате использование данного метода происходит упрочнение поверхностного слоя обрабатываемого изделия до 1000 HV.
Основным недостатком способа является: технологическая сложность процесса; конструкторская сложность применяемого оборудования, а именно необходимость использовать нагреватель и индуктор; значительная длительность процесса; токсичность применяемого газа.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ химико-термической индукционной обработки малогабаритных изделий из альфа-титановых сплавов [патент RU на изобретение №2623979 / А.А. Фомин, А.Б. Штейнгауэр, М.А. Фомина, И.В. Родионов, В.А. Кошуро // Способ химико-термической индукционно обработки малогабаритных изделий из альфа-титановых сплавов. - 2017], заключающийся в том, что малогабаритные изделия, предварительно очищенные от технологических загрязнений, помещают в керамическую камеру, на внешней поверхности которой размещен водоохлаждаемый индуктор. После загрузки, в камеру подается активная газовая среда, например, воздух, под давлением 0,1±0,05 МПа. Затем производятся индукционный нагрев изделий из титана до 1000-1200°С при частоте тока на индукторе 90±10 кГц, удельной потребляемой мощности 0,2-0,4 Вт/кг. Затем производится выдержка в течение 0,5-2 минут и охлаждение на воздухе. Данный метод приводит к улучшению величины пределов упругости, текучести и прочности обрабатываемых изделий.
Основными недостатками способа являются: в качестве реакционной среды применяется воздух, что является недопустимым для большинства сталей; применяется слишком узкий диапазон рабочих температур; недостаточное время выдержки для процесса азотирования; электротехнологические режимы выбраны для титана.
Задачей изобретения является создание, технологически простого, высокопроизводительного, ресурсосберегающего и экологически безопасного способа индукционного азотирования изделий из инструментальной быстрорежущей стали.
Поставленная задача решается тем, что изделия из инструментальной быстрорежущей стали подвергают индукционному нагреву в газообразной азотосодержащей среде до температуры 800-1200°С при частоте тока на индукторе 60±20 кГц и потребляемой удельной электрической мощности 30-45 кВт/кг, затем выдерживают при данной температуре в течение 5-15 минут и охлаждают за счет продувки газообразным азотом.
Техническим результатом является повышение показателей твердости и износостойкости изделий из инструментальных быстрорежущих сталей в результате формирования упрочненного нитридного и диффузионного слоев, характеризуемых толщиной 20-30 мкм и 160-200 мкм, а также твердостью 1950±50 HV0,98 и 1650±50 HV0,98 соответственно, с помощью технологически простого, высокопроизводительного и экологически безопасного способа.
Изобретение поясняется графической схемой, на которой представлены: процесс азотирования малогабаритных изделий из инструментальных быстрорежущих сталей (Фиг. 1).
На Фиг. 1 позициями 1-6 обозначены:
1 - стальное изделие;
2 - керамическая камера азотирования;
3 - водоохлаждаемый индуктор;
4 - штуцер для вывода рабочего газа;
5- нижнее основание камеры;
6 - штуцер для подачи рабочего газа.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Стальное изделие 1, предварительно очищенное от технологических загрязнений, помещают в керамическую камеру азотирования 2, на внешней поверхности которой размещен водоохлаждаемый индуктор 3, подключенный к источнику питания. Затем в камеру через штуцер 6 производится постоянная подача рабочей среды в виде газообразного азота. За счет продувки азотом происходит вытеснение из камеры воздушной среды. Выход рабочей среды из камеры осуществляется с помощью штуцера 4 (на данный штуцер производится установка редукционного клапана). После продувки выходной штуцер перекрывается, внутри камеры создается избыточное давление газообразного азота 0,1-0,3 МПа. После этого производится индукционный нагрев стального изделия до температуры 800-1200°С при частоте тока на индукторе 60±20 кГц и удельной потребляемой электрической мощности 30-45 кВт/кг с последующей выдержкой в течение 5-15 минут и охлаждением изделия за счет продувки изделия азотом. В результате на поверхности изделия образуются нитридные и диффузионные слои.
Приведенные пределы значений технологических режимов азотирования определены экспериментальным путем и обеспечивают протекание ускоренной адсорбции атомарного азота на поверхности обрабатываемого изделия и диффузии атомов азота вглубь изделия. В результате образуются твердые и износостойкие азотосодержащие диффузионные и нитридные слои.
В способе предлагается использовать индукционный нагрев в частотном диапазоне 60±20 кГц. При подаче на индуктор тока частотой более 80 кГц не происходит улучшение эффективности процесса обработки и наблюдается снижение коэффициента мощности. При частоте тока на индукторе менее 40 кГц толщина скин-слоя увеличивается, что приводит к снижению эффективности нагрева малогабаритных изделий и как следствие увеличивается длительность процесса. Скорость и температура нагрева регулировались изменением удельной электрической мощности. Предельные значения потребляемой удельной электрической мощности (30-45 кВт/кг) обусловлены тем, что при величине удельной электрической мощности менее 30 кВт/кг будет затруднен нагрев малогабаритных стальных изделий до заданной температуры из-за тепловых потерь. При величине удельной электрической мощности более 45 кВт/кг увеличивается вероятность перегрева стального изделия, и как следствие, деформации образца и появление трещин поверхностного слоя.
При значениях температуры нагрева менее 800°С и продолжительности процесса газотермического азотирования менее 5 минут процесс диффузии азота протекает гораздо медленнее, что приводит к уменьшению толщины формируемых нитритного и диффузионного слоев, характеризуемых недостаточными значениями твердости, на инструментальной быстрорежущей стали. При значениях температуры нагрева более 1200°С и продолжительности выдержки более 15 минут сформированные на поверхности нитридные слои затрудняют процесс диффузии азота вглубь стали и рост диффузионного слоя, поэтому процесс азотирования при данных режимах проводить не целесообразно. Давление рабочей газовой среды менее 0,1 МПа не обеспечивает нужной концентрации активных атомов азота на поверхности нагретого изделия, тем самым замедляя процесс диффузии и увеличивая длительность обработки. Давление выше 0,3 МПа увеличивает концентрацию активных атомов азота на поверхности нагретого изделия, способствуя быстрому росту поверхностных нитридных слоев, которые затрудняют диффузию азота вглубь стального изделия.
Примеры выполнения способа.
Пример 1. Фрезу концевую из быстрорежущей стали М42 диаметром 10 мм и рабочей длиной 22 мм (ГОСТ 17025-71) предварительно очищенную от технологических загрязнений помещают в керамическую камеру азотирования. Затем производится запуск азота, продувка рабочего объема, создание давления рабочей среды 0,1 МПа. Последующий индукционный нагрев до температуры 1100-1200°С проводится при частоте тока 55 кГц и удельной потребляемой электрической мощности 45 кВт/кг. При достижении заданной температуры осуществляется выдержка в течение 10 минут и последующее охлаждение продувкой азотом под давлением 0,3 МПа.
Пример 2. Сверло, изготовленное из быстрорежущей стали Р6М5 диаметром 5 мм и длиной 86 мм (ГОСТ 10902-77) очищенное от технологических загрязнений помещают в керамическую камеру азотирования, на поверхности которой расположен водоохлаждаемый индуктор. Затем производится запуск азота, продувка рабочего объема, создание давления рабочей среды 0,2 МПа. Азотирование производится путем индукционного нагрева изделия в диапазоне температур 800-900°С и последующей выдержке в течение 15 минут при частоте тока на индукторе 66 кГц и удельной потребляемой электрической мощности 30 кВт/кг. Дальнейшее охлаждение производится в камере азотирования при продувке азотом под давлением 0,2 МПа.
Для подтверждения формирования на инструментальной быстрорежущей стали нитридных и диффузионных слоев в результате индукционного азотирования были проведены исследования элементно-фазового состава, микротвердости, износостойкости и измерения толщины формируемых слоев.
В исследованиях применялись образцы диаметром 10 мм и толщиной 5 мм из быстрорежущей инструментальной стали Р6М5, не подвергнутых термической обработке. Подготовка образцов заключалась в шлифовании их поверхности с применением наждачной бумаги (Р180 - Р3000 ГОСТ 3647-80), последующей очистке в водно-спиртовом растворе и сушке.
Азотирование проводилось в лабораторной камере для азотирования, при этом индукционный нагрев образцов до заданной температуры обеспечивался установкой «ВЧ-15А». Камера представляла собой герметичный кварцевый сосуд, помещенный в трехвитковый индуктор с внутренним диаметром 32 мм. Стальные образцы располагались на уровне среднего витка индуктора. Скорость и температура нагрева регулировалась изменением тока индуктора от 4,8 до 5,8 кА в частотном диапазоне 60 кГц, что обеспечивало изменение потребляемой мощности 30-45 кВт/кг и соответственно температуры образцов от 800 до 1200°С. Процесс азотирования проводился в течение 5, 10 и 15 минут и давлении рабочей среды 0,2 МПа.
Структура и элементный состав формируемых слоев исследовались по изготовленным микрошлифам (в продольном сечении) методами растровой электронной микроскопии (РЭМ) и энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа (ЭДРФА) (погрешность концентрации ±0,5 ат.%) на электронном микроскопе «MIRA II LMU» с детектором «INCA PentaFETx3». Рентгенофазовый анализ (РФА) проводился на дифрактометре «ARL X'TRA», расшифровка дифрактограмм осуществлялась с использованием штатного программного обеспечения.
Для исследования толщины упрочненного и диффузионного слоя использовался оптический микроскоп «Olympus ВХ-51» (при увеличении до ×100). Твердость оценивалась методом микроиндентирования (микротвердомер «Durascan-20») при нагрузке на индентор Виккерса равной 100 гс (0,98 Н) для измерения по сечению и по поверхности образцов (ИСО 6507-1-2007).
Определение износостойкости нитридных покрытий осуществлялось методом шарового истирания на приборе «Calotest, CSM Instruments)). Суть метода заключалась в прикладывании сосредоточенной истирающей нагрузки, которая создавалась при контакте поверхности образца с вращающимся твердосплавным шариком при наличии в тестовой зоне суспензии с алмазными частицами размером 0,5-1 мкм [Фомин А.А. Научные основы получения оксидных покрытий на титановых медицинских изделиях с применением токов высокой частоты: дис. … докт. техн. наук: 05.09.10. - Саратов, 2017. - 421 с].
Параметры исследования износостойкости были следующие: диаметр шарика 25 мм, продолжительность теста 300 с и частота вращения шпинделя электропривода 400 об/мин. Износостойкость определялась согласно известным рекомендациям [Р 50-95-88 Рекомендации. Обеспечение износостойкости изделий. М.: Гос. комитет СССР по стандартам, 1989. - 25 с].
Исследование состава образца показало, что происходит равномерное внедрение азота в металл с градиентным распределением от поверхности вглубь образца. Максимальная концентрация азота около 7,0±0,5 ат.%, наблюдалась в приповерхностном слое обработанного изделия, минимальное количество азота составляло 4,0±0,3 ат.% на глубине 150±30 мкм.
Согласно известным данным и результатам РФА, в исходном состоянии сталь Р6М5 не содержит γ-Fe-фазы, а в основном характеризуется содержанием α-Fe-фазы в количестве не более 80 вес.% (Фиг. 2а). После высокотемпературного азотирования образец характеризуется наличием α-Fe-фазы около 4,3 вес.% и γ-Fe-фазы не более 28,9 вес.%, что подтверждает образование двухфазной области диффузионного слоя, характерной для процесса азотирования (Фиг. 2б). В результате процесса высокотемпературного азотирования наблюдается тенденция уменьшения содержания карбидов, фиксируемых в образцах исходного состояния (Cr3C2 с 7,1 до 4,8 вес.%.; WC с 0,5 до 0,4 вес.%.), что возможно свидетельствует об их частичном растворении с последующим превращением в твердые нитридные растворы хрома и вольфрама (Cr2N около 2,4 вес.%; WN2 не более 1,5 вес.%) и карбонитрида железа (Fe3C0.279N1.116 около 2,4 вес.%.).
Согласно результатам ЭРДФА и РФА на стали Р6М5 в результате азотирования образуется слоистая система, состоящая из нитридного и диффузионного азотированного слоев, глубиной 20-30 мкм и 160-200 мкм, соответственно. Максимальной твердостью 1950±50 HV0,98 отличается поверхность быстрорежущей стали Р6М5. Микротвердость диффузионных слоев измерялась по поперечному сечению образца на глубину около 1 мм. Определено, что на глубине от 30 до 250 мкм сталь отличается высокой твердостью (1400-1900 HV0,98), что связано с формированием мелкодисперсных упрочняющих фаз в данной области (Табл. 2).
В результате индукционного азотирования повышается поверхностная микротвердость изделия (1950±50 HV0,98) и износостойкость стали. По данным исследования было установлено, что износостойкость обработанных стальных образцов из увеличилась в 2 раза по сравнению с закаленной сталью.
Из полученных результатов следует, что предложенный способ индукционного азотирования позволяет за короткую продолжительность обработки сформировать на поверхности инструментальной быстрорежущей стали Р6М5 нитридные слои с высокими показателями микротвердости и износостойкости.
Claims (1)
- Способ азотирования малогабаритных изделий из инструментальных быстрорежущих сталей, включающий размещение изделия в цилиндрической керамической или кварцевой камере, запуск газовой среды, последующие индукционный нагрев, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что рабочий объем продувается газовой средой, а именно азотом, затем камеру герметизируют и создают давление азота 0,1-0,3 МПа, последующий индукционный нагрев малогабаритного стального изделия осуществляют до температуры 800-1200°С при частоте тока на индукторе 60±20 кГц и потребляемой удельной электрической мощности 30-45 кВт/кг, выдержка составляет 5-15 минут, а охлаждение производится за счет продувки камеры азотом.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784616C1 true RU2784616C1 (ru) | 2022-11-29 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU93032604A (ru) * | 1993-06-22 | 1996-03-27 | Ю.И. Максимов | Способ индукционной термической и химико-термической обработки и устройство для его реализации |
| RU2418095C2 (ru) * | 2009-06-29 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ вакуумного ионно-плазменного азотирования изделий из стали |
| JP2015052150A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | タイ パーカライジング カンパニー リミテッドＴｈａｉ Ｐａｒｋｅｒｉｚｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 鉄鋼部材の表面硬化処理法及び表面硬化処理装置 |
| CN106868445A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-06-20 | 贵州师范大学 | 一种基于感应加热的双脉冲快速渗氮方法及装置 |
| RU2623979C2 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ химико-термической индукционной обработки малогабаритных изделий из альфа-титановых сплавов |
| RU2686162C2 (ru) * | 2016-06-20 | 2019-04-24 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Способ обработки поверхности и устройство для обработки поверхности |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU93032604A (ru) * | 1993-06-22 | 1996-03-27 | Ю.И. Максимов | Способ индукционной термической и химико-термической обработки и устройство для его реализации |
| RU2418095C2 (ru) * | 2009-06-29 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ вакуумного ионно-плазменного азотирования изделий из стали |
| JP2015052150A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | タイ パーカライジング カンパニー リミテッドＴｈａｉ Ｐａｒｋｅｒｉｚｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 鉄鋼部材の表面硬化処理法及び表面硬化処理装置 |
| RU2623979C2 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ химико-термической индукционной обработки малогабаритных изделий из альфа-титановых сплавов |
| RU2686162C2 (ru) * | 2016-06-20 | 2019-04-24 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Способ обработки поверхности и устройство для обработки поверхности |
| CN106868445A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-06-20 | 贵州师范大学 | 一种基于感应加热的双脉冲快速渗氮方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Makuch et al. | Laser surface alloying of commercially pure titanium with boron and carbon | |
| EP3120955B1 (en) | Coated cutting tool and method for producing same | |
| US10151008B2 (en) | Localized hardening of metallic surfaces | |
| Singh et al. | Effect of surface roughness on the properties of the layer formed on AISI 304 stainless steel after plasma nitriding | |
| Nora et al. | Boriding and boronitrocarburising effects on hardness, wear and corrosion behavior of AISI 4130 steel | |
| CN108866472A (zh) | 一种金属材料表面处理方法 | |
| RU2784616C1 (ru) | Способ азотирования малогабаритных изделий из инструментальных быстрорежущих сталей | |
| Dong et al. | Surface hardening of laser melting deposited 12CrNi2 alloy steel by enhanced plasma carburizing via hollow cathode discharge | |
| CN109487205A (zh) | 一种在金属表面制备碳化物陶瓷层的间隙原子渗碳方法 | |
| Libório et al. | Enhanced surface properties of M2 steel by plasma nitriding pre-treatment and magnetron sputtered TiN coating | |
| Zhang et al. | Formation of complex carbon films on implanted carbon layers by pulsed V+ C and Ti+ C dual implantation into steel | |
| CN115971788A (zh) | 一种在金属材料回转件端面制备梯度纳米结构的方法 | |
| Farwaha et al. | Microstructure and performance investigation of magnetic abrasive particles | |
| Radhiyah et al. | Effect of TiO2 nanofluid and hybrid TiO2 nanofluid on mechanical properties of steels for automotive applications | |
| Prince et al. | The effects of boriding and heating on the ductility, strength, and toughness of AISI 1045 steel | |
| Gao et al. | Rapid nitriding of pure iron by thermal plasma jet irradiation | |
| RU2463381C1 (ru) | Способ карбонитрирования деталей из высокохромистых сталей | |
| Reddy et al. | Characterization and performance evaluation of HSS cutting tools under deep cryogenic treatment | |
| Korshunov et al. | Effect of friction-induced deformation and oxidation on the structure and microhardness of surface aluminum and silumin layers | |
| Kumar et al. | Wear behavior of plasma nitrided inconel 690 alloy | |
| Zagonel et al. | Microstructure of tool steel after low temperature ion nitriding | |
| Skakov et al. | The formation of modified layers at high-speed steels after electrolytic-plasma nitriding | |
| Yoshikawa et al. | Surface Treatment of Tool Steel in Controlled Plasma Nitriding Environment | |
| Riofano et al. | Effect of ion nitriding on the abrasive wear resistance of ultrahigh-strength steels with different silicon contents | |
| Ovdina et al. | Investigation of the surface-hardened layers obtained by electron-beam cladding of boron-containing powders at the air atmosphere |