SU1057574A1 - Способ упрочнени стальных изделий - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий шсыщевве при 93О-94О С в атмосфере энпогаза, природнсго газа и аммиака,  оасгужвааше до 50О-55О С,повторвый нагрев под за капкув атмосфере ендогаза н эакапку, отличающийс  тем, что, с пепью повышени  допговечвоств вэдепнй путем повышени  про{гапиваемости и твердости упрочнечного с о , лодстуживан е производ т в атмосфере аммиака, а при повторном нагреве под закапку в атмосферу эндогаза допопнитепьво подают 8-10% аммиака.

Description

О 3,0 в,о 3,0 12,0 а,о nja цо Рассто ние от .пн Изобретение относитс  к химико-термической обработке стапьиых аетапей и может быть использовано в машиностроении ап  упрочнени  изаепий, работающих в успови к износа и усталостных нагрузок. Известен способ нитроцементации зуб чатых колес малого и среднего модул  в угперод-азотнстой среде при 86О880°С 1 . Недшстатком данного способа  вл етс  ограйичение глубины упрочненного сло  до 1,2 мм в св зи с трудностью получени  качественных слоев при длительных выдержках деталей в нитроцементующей атмосфере. Дл  получешш упрочненных споев с большей глубиной ( 1,2 мм) .как % правило, примен ют цементацию. Известен способ химико-термической обработки, включающий цементацию крупномодульных т желонагруженных зубчатых колес с последующим азотированием и.высоким отпуском, закалкой в маслО и низким OTnyClEOM 2J . Однако известный способ очень длительный (26 ч) и требует дополнительных затрат на транспортировку деталей вследствие того, что обработку их ведут на разном оборудовании: цементацию - в электропечах Ц-105А« азотирование - в электропечи ТЦ 107-ОО; нагрев деталей под закалку - в камерной электропечи H-85S; низкий отпуск - в электропечи ПН-34М. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ упрочнени  ,стальных изделий, включающий насыщение при 930-94О°С в атмосфере энцогаза, природного газа н аммиака, подстуживание до 5ОО-5 , повторный нагрев по закалку в атмосфере эндогаза и закап«У ИК недостаткам указанного способа относитс  низка  прока ливаемость упрочнев него сло  и образование дефектной структуры (троостнта) вследствие малой уотрйчивости аустенита. Цель изобретени  - повышение долговечности деталей путем повышени  про .калпваемости и твердости упрочненного Указанна  дель достигаетс  тем, что согласно спосюбу упрочнени  стальных иэ аепвй, вкпючаюшему насыщение при 930-94О С в атмосфере андогаза, природного газа и аммиака, подстуживание до 5ОС), повторный нагрев под закалку в атмосфере эндогаза и закалку подстуживание производ т в атмосфере аммиакв, а при повторном нагреве под закапку в атмосферу эндогаза дополниттепьно подают 8-10% аммиака. При подстуживании деталей до температуры ниже перекристаллизации стали в атмосфере аммиака в соответствии с диаграммой состо ни  Fe-N происходит насыщение аустенита азотом на глубину 0,3-О,4 мм и образуетс  азотиста  фаза. При повторном иагреве под закалку в азотсодержащей среде происходит диффу зш азота вглубь металла под вли нием разности его концентраций. При этом происходит не только диффузи  азота вглубь металла, но и сохранение определенного количества его в аустените с поверхности деталей, повый1ающего ус трйчивость аустенкта против распада и способствующего образованию мартенсита при закалке, а следовательно, повыщению прокаливаемости сло . При подаче аммиака в атмосферу печи повторного нагрева менее 8-10% в слое образуетс  троостит вследствие недостаточного ни зщени  твердого раствора азотом , что приводит к понижению прокаливаемости .. Подача аммиака более 8-10% в печь повторН1эго нагрева приводит к пересьпцет нию твердого раствора и образованию избыточных фаз - карбонитридов, снижаюших усталостную прочность деталей. П р и м е р. В йечь, нагретую до 930-940 С, загружают шестерни ED3 стали 20ХНР, насыщают в атмосфере эндогаза , природного газа и аммтка, согласно известной технологии, подстуживают до 5ОО-550 С в среде аммиака и нагревают под закалку до в среде эндогаза и 8-10% аммиака, закаливают в масле ИО2О при 16О С. Процесс осуществл ют в двухр дном безмуфб льном агрегате типа 0811, состо щем из цементационной печи, камеры подсту :ивани  н печи повторного нагрева закапку, закалочного бака, мойки и отпускной печи. Рас :од технологических газов представлен в табл. 1. Врем  выдержки на каждом этапе обработки не мен етс  и при темпв1хэлкани  поддонов 25 мин, составл ет: цементации 16 ч 40 мин; поцстуживани  50 мин; повторного нагрева под закалку 1 ч 40 мин В р« ультате обработки содержание углерод.а в поверхностных сло х равно 0.7-0,9%.

Сравнительные оанвые по обработке преапагаемым и известным приведены в табл. 2.

Как виано ва табп. 2, преопагаемый. 5 способ позвол ет попучеть бездефектные спои с твераостью Ш 62-64 ври содержании азота в поверхвостных спойхболее 0,35%.

При веаостаточном насыщении азотом 0 (подача аммиака в печь повторного Ш1грева менее 8% по способу 1) образуе1 с  , при вэ точнсм - вврбонит рипы (поаача{вммиака в печь повторного нагрева бопёе 1О% по способу 5).

Кроме того, вэмер ют прсжапиваемосгь на глубине 0,2О мм, 1гак как на этой гпубвае возникают шиболыпие напр жени  в пропессе эксплуатации шестереи. 20

Результаты измерений представлены на чертеже.

Как видно, предлагаемый способ обеспечивает более высокую прока ливаемость упрочненного сло .

Предлагаемый способ обеспечивает получение качественных слоев с высокой прркаливаемостью за счет обеспечени  дополнительного легировани  азотом при подстуживании мартенсита и остаточного аустенита, свою очередь, позволит долговечность шестерен конечной передачи

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ позвол ет улучшить качество упрочненного сло  взделий и тювысить долговечность деталей на 15%, что позволит сэкономить 110 т стали 20ХНР в год за счет повышени  ресурса работы и снижени  иорм расхода запасных частей.

Таблвпа 2

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий насыщение при 930-940°C в атмосфере эндогаза, природного газа и аммиака, подстуживание до 500-550®С, повторный нагрев под закалку'в атмосфере “эндогаза и закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности изделий путем повышения прокапиваемости и твердости упрочненного слоя, подстужнванне производят в атмосфере аммиака, а при повторном нагреве под закалку в атмосферу эндогаза дополнительно подают 8-10% аммиака.