SU1482976A1 - Method of gas nitriding of articles of steels and alloys - Google Patents

Method of gas nitriding of articles of steels and alloys Download PDF

Info

Publication number
SU1482976A1
SU1482976A1 SU864035242A SU4035242A SU1482976A1 SU 1482976 A1 SU1482976 A1 SU 1482976A1 SU 864035242 A SU864035242 A SU 864035242A SU 4035242 A SU4035242 A SU 4035242A SU 1482976 A1 SU1482976 A1 SU 1482976A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
furnace
urea
air
alloys
steels
Prior art date
Application number
SU864035242A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вера Михайловна Карелина
Римма Ивановна Кузнецова
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4086
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 Предприятие П/Я Г-4086 filed Critical Предприятие П/Я Г-4086
Priority to SU864035242A priority Critical patent/SU1482976A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1482976A1 publication Critical patent/SU1482976A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относитс  к азотированию деталей из сталей и сплавов при 500-600°С в атмосфере, содержащей мочевину и карбонат аммони . С целью повышени  твердости изделий карбонат аммони  получают непосредственно в реакционной зоне печи путем одновременной подачи с мочевиной кислородсодержащего газа, например воздуха, который  вл етс  в то же врем  транспортирующим средством дл  подачи мочевины в печь. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.This invention relates to the nitriding of parts from steels and alloys at 500-600 ° C in an atmosphere containing urea and ammonium carbonate. In order to increase the hardness of the products, ammonium carbonate is obtained directly in the reaction zone of the furnace by simultaneously supplying urea-containing oxygen gas, such as air, which is at the same time transporting means for supplying urea to the furnace. 1 hp ff, 1 ill., 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к химико- термической обработке металлов и может быть использовано при поверхностном упрочнении деталей из различных металлов.The invention relates to the chemical and thermal treatment of metals and can be used for surface hardening of parts made of various metals.

Цель изобретени  - повышение твердости и скорости насыщени .The purpose of the invention is to increase the hardness and speed of saturation.

Согласно известному способу азотировани  деталей из сталей л сплавов , состо щему в нагреве до 500 - 60.0 °С, выдержке при этой температуре в присутствии мочевины с добавлением карбоната аммони , карбонат аммони  подают в зону печи вместе с мочевиной. Карбонат аммони  получают непосредственно в зоне печи путем одновременной подачи с мочевиной кислородсодержащего газа, служащего в то же врем  дл  транспортировани  мочевины в печь.According to a known method of nitriding parts from steel and alloys, consisting in heating to 500 - 60.0 ° C, aging at this temperature in the presence of urea with the addition of ammonium carbonate, ammonium carbonate is fed into the furnace zone along with urea. Ammonium carbonate is produced directly in the furnace zone by simultaneously feeding oxygen-containing gas with urea, which at the same time serves to transport the urea to the furnace.

Подача в зону печи мочевины одно-временно с кислородсодержащим газом по предлагаемому способу дает возможность получить насыщенную атмосферу , содержащую карбонат аммони , который, разлага сь, ускор ет процессThe supply of urea to the furnace zone simultaneously with the oxygen-containing gas according to the proposed method makes it possible to obtain a saturated atmosphere containing ammonium carbonate, which decomposes, accelerates the process

насыщени  поверхности азотом непосредственно в реакционной зоне печи, при этом на поверхности деталей не происходит окисление и сохран етс  твердость азотированного сло ,,saturating the surface with nitrogen directly in the reaction zone of the furnace, while no oxidation occurs on the surface of the parts and the hardness of the nitrated layer,

Использование воздуха в качестве кислородсодержащего газа, кислород которого вступает в реакцию в зоне печи с образованием карбоната аммони , и одновременное перемещение сжатым воздухом мочевины в печь без механических устройств позвол ет повысить технологичность процесса азотировани , поэтому этот признак считают существенным.Using air as an oxygen-containing gas, the oxygen of which reacts in the furnace zone with the formation of ammonium carbonate, and the simultaneous transfer of urea with compressed air into the furnace without mechanical devices improves the processability of the nitriding process, therefore this feature is considered essential.

Способ азотировани  деталей из сталей и сплавов заключаетс  в том, что в печь одновременно с мочевиной подают кислородсодержащий газ, например воздух. Кислород воздуха при высокой температуре вступает в реакцию с мочевиной, при этом в зоне обработки деталей образуетс  карбонат и активные атомы азота:The method of nitriding parts from steels and alloys is that an oxygen-containing gas, such as air, is supplied to the furnace simultaneously with urea. Air oxygen at high temperature reacts with urea, and carbonate and active nitrogen atoms are formed in the workpiece area:

4СО(Шг)2 (NH, )C03 +2CQ2 +2N.4CO (Shg) 2 (NH,) C03 + 2CQ2 + 2N.

(L

сwith

ооoo

ЮYU

СР 1CP 1

оэoh

31483148

Карбонат аммони  разлагаетс  с образованием активных атомов азота и углекислого газа, последний сдвигает равновесие реакции в сторону исходного вещества СО, уменьша  количество образующейс  сажи, что дает возможность атомам азота беспреп тственно проникать внутрь деталей, тем самым ускор  , процесс азотировани . Ammonium carbonate decomposes to form active nitrogen and carbon dioxide atoms, the latter shifting the reaction equilibrium toward the original substance CO, reducing the amount of soot that is formed, which allows nitrogen atoms to freely penetrate inside the parts, thereby accelerating the nitriding process.

Воздух, подаваемый одновременно с мочевиной в печь,  вл етс  в то же врем  рабочим телом дл  транспортировки мочевины, что позвол ет дозишению количества выделившейс  при реакции влаги, котора  окисл ет поверхность обрабатываемых деталей, и по влению на поверхности ржавого налета.The air supplied simultaneously with the urea into the furnace is at the same time the working medium for the transportation of urea, which allows the detection of the amount of moisture released during the reaction, which oxidizes the surface of the workpiece, and the appearance of rust on the surface.

Пример. В печь, нагретую до температуры 540-560°С, помещают инструмент диаметром 12 мм и образцы мм из стали Р6М5. Печь герметично закрывают, затем в реакционную зону из бункера (высота бункера 200 мм, внешний диаметр 120 мм, диаметр отверсти  под бункером 7 мм)Example. A tool with a diameter of 12 mm and mm samples of steel R6M5 are placed in a furnace heated to a temperature of 540–560 ° C. The furnace is sealed, then into the reaction zone from a bunker (bunker height 200 mm, outer diameter 120 mm, hole diameter under the bunker 7 mm)

ровать такое количество мочевины, ко- 15 подают мочевину в количестве 1,0 кг/ч.To supply this amount of urea, which supplies urea in the amount of 1.0 kg / h.

торое необходимо дл  поддержани  состава атмосферы в печи без дополнительных механических устройств. Дл  этого сжатый воздух подают импульсами , при этом каждый импульс транспор- тирует в печь порцию мочевины.This is necessary to maintain the composition of the atmosphere in the furnace without additional mechanical devices. For this, compressed air is supplied in pulses, with each pulse transporting a portion of urea into the furnace.

На чертеже показана схема дл  реализации данного способа.The drawing shows a diagram for implementing this method.

В бункер 1 насыпают мочевину 2.In the bunker 1 poured urea 2.

Через трубку 3 импульсами подают ежа- 25 тивные атомы азота, а затем карбонатThrough a tube, 3 pulses feed inactive nitrogen atoms, and then carbonate

тый воздух, который перемещает мочевину 2, опускающуюс  под действием веса по бункеру 1 в зону 4, затем по трубе 5 в рабочую зону печи 6, температура которой 500-600 С.air that moves the urea 2, which is lowered by the weight of the bunker 1 to zone 4, then through pipe 5 to the working zone of the furnace 6, whose temperature is 500-600 C.

Состав атмосферы в печи определ етс  количеством мочевины и воздуха, подаваемого в печь. Количество подаваемого воздуха зависит от давлени  воздуха, продолжительности импульса и паузы между импульсами„ Количество подаваемой мочевины зависит, кроме того, от размеров бункера 1 и диаметра трубы 5.The composition of the atmosphere in the furnace is determined by the amount of urea and the air supplied to the furnace. The amount of air supplied depends on the air pressure, the duration of the pulse and the pause between the pulses. The amount of urea supplied also depends on the size of the hopper 1 and the diameter of the pipe 5.

Количество воздуха, необходимое дл  получени  в результате реакции достаточного дл  ускорени  процесса количества карбоната аммони  в зоне печи, составл ет 0,3 - 20 мас.% от количества подаваемой мочевины.The amount of air required to obtain, as a result of the reaction, the amount of ammonium carbonate sufficient in order to speed up the process in the furnace zone is 0.3–20% by weight of the amount of urea supplied.

Количество воздуха меньше 0,3 мае. не обеспечивает прохождение реакции образовани  карбоната аммони  Так как воздух не только участвует в реакции , но и  вл етс  транспортирующим средством то минимально необходимое количество- воздуха определ ют также из услови  передвижени  порции мочевины, спустившейс  по бункеру 1 в зону 4 трубы 5. Поэтому минимальное количество воздуха, подаваемого в печь, берут равным 10 мас.%.The amount of air is less than 0.3 May. does not ensure the passage of ammonium carbonate formation reaction. Since air is not only involved in the reaction, but is also a transporting means, the minimum amount of air is also determined from the condition of movement of a portion of urea running down the bunker 1 to zone 4 of pipe 5. Therefore, the minimum amount the air supplied to the furnace, taken equal to 10 wt.%.

Подача воздуха в количествах, больших 30 мас.%, приводит к повыМочевина транспортируетс  в печь через трубку сжатым воздухом. Через трубку диаметром 10 мм подаетс  воздух в количестве 6 м /ч импульсами через каждые 10 с в течение 0,8 с при избыточном давлении 0,5 атм.Air supply in quantities greater than 30% by weight leads to heat transfer to the furnace through compressed air through the tube. Through a tube with a diameter of 10 mm, air is supplied in an amount of 6 m / h in pulses every 10 seconds for 0.8 seconds at an excess pressure of 0.5 atm.

В реакционной зоне печи кислород воздуха вступает в реакцию с мочевиной , образу  карбонат аммони  и .ак0In the reaction zone of the furnace, the oxygen of the air reacts with urea to form ammonium carbonate and .0

5five

00

5five

00

5five

аммони  разлагаетс  с образованием атомов азота и углекислого газа. Атомы азота проникают в поверхностный слой деталей, происходит процесс азотировани . Так как в печи образуетс  значительное количество газов, дл  поддержани  в печи избыточного давлени  не более 0,1-0,2 атм она снабжена выходным отверстием диаметром 10 мм дл  удалени  избыточных продуктов реакции, вместе с которыми удал етс  больша  часть поступающего в печь воздуха. Поэтому количество подаваемого в печь воздуха должно быть увеличено в 20 раз, чтобы обеспечить как. получение необходимого дл  реакции количества карбоната аммони , так и транспортировку мочевины в печь.ammonium decomposes to form nitrogen and carbon dioxide. Nitrogen atoms penetrate into the surface layer of parts, the process of nitriding occurs. Since a significant amount of gases is generated in the furnace, to maintain an overpressure in the furnace of no more than 0.1-0.2 atm, it is provided with an outlet 10 mm in diameter to remove excess reaction products, with which most of the air entering the furnace is removed. Therefore, the amount of air supplied to the furnace must be increased by a factor of 20 to ensure how. obtaining the amount of ammonium carbonate required for the reaction; and transporting urea to the furnace.

Через 15 мин подачу мочевины и воздуха в печь прекращают, инструмент и образцы достают из печи и охлаждают в масле. В результате насыщени  поверхности азотом и углеродом получают твердость сло  1066 мм, глубину, азотированного сло  0,045 мм.After 15 min, the supply of urea and air to the furnace is stopped, the instrument and samples are taken out of the furnace and cooled in oil. As a result of saturation of the surface with nitrogen and carbon, the hardness of the layer is 1066 mm, the depth of the nitrated layer is 0.045 mm.

Насыщение провод т в течение 5 и 8 ч в печи Ц-25 при 570°С.Saturation was carried out for 5 and 8 hours in a C-25 furnace at 570 ° C.

В таблице приведены средние значени  сравнительных испытаний образцов из стали 38ХМЮА.The table shows the average values of comparative tests of samples of steel 38KHMUA.

Таким образом, азотированный слой, получаемый по предлагаемому способу, имеет большую глубину и твердость и, как результат, большую износостойкость , при этом ту же глубину насыщени  возможно получить за меньшее врем .Thus, the nitrided layer obtained by the proposed method has greater depth and hardness and, as a result, greater wear resistance, and the same depth of saturation can be obtained in less time.

Claims (2)

1. Способ газового азотировани  изделий из сталей и сплавов, включающий нагрев до 500-600°С и диффузионное насыщение в газовой среде в контейнере , содержащей карбамид, о т 1. The method of gas nitriding of products from steels and alloys, including heating to 500-600 ° C and diffusion saturation in a gaseous medium in a container containing urea, личающийс  тем, что, с целью повышени  твердости, газова  среда дополнительно содержит кислородсодержащий агент.characterized in that, in order to increase the hardness, the gaseous medium additionally contains an oxygen-containing agent. VV 2. Способ поп.1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  скорости насыщени , кислородсодержащий агент подают в контейнер циклически.2. A method of claim 1, characterized in that, in order to increase the rate of saturation, the oxygen-containing agent is fed into the container cyclically. Редактор М.ПетроваEditor M.Petrova Составитель И.ПетровCompiled by I. Petrov Техред Л.Сердюкова Корректор И.МускаTehred L. Serdyukova Proofreader I. Musk Заказ 2787/22Order 2787/22 Тираж 941Circulation 941 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб.., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., D. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 ПодписноеSubscription
SU864035242A 1986-03-11 1986-03-11 Method of gas nitriding of articles of steels and alloys SU1482976A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864035242A SU1482976A1 (en) 1986-03-11 1986-03-11 Method of gas nitriding of articles of steels and alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864035242A SU1482976A1 (en) 1986-03-11 1986-03-11 Method of gas nitriding of articles of steels and alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1482976A1 true SU1482976A1 (en) 1989-05-30

Family

ID=21225729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864035242A SU1482976A1 (en) 1986-03-11 1986-03-11 Method of gas nitriding of articles of steels and alloys

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1482976A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1161585, кл„ С 23 С 8/32, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2108323C1 (en) Method for production of unsaturated nitrile
KR100858598B1 (en) Method for activating surface of metal member
GB1351234A (en) Process for forming a soft nitride layer in a metal surface
JPH0356304B2 (en)
GB1461295A (en) Process for the production of epsilon-carconitride layers on ferrous metal parts
US4152177A (en) Method of gas carburizing
SU1482976A1 (en) Method of gas nitriding of articles of steels and alloys
US4236941A (en) Method of producing heat treatment atmosphere
US4163680A (en) Process for carbonitriding steel and cast iron articles
RU2052535C1 (en) Method for thermochemical treatment of hollow steel products
US7513958B2 (en) Hydrocarbon gas mixture for the under-pressure carburizing of steel
CS274278B2 (en) Method of molten steel refining
US2998303A (en) Method for purifying hydrogen contaminated with methane
RU2015197C1 (en) Method of nitriding of steel blanks
US4042428A (en) Process for hardening iron-containing surfaces with organic solvent and ammonia
JPS61159567A (en) Gas carburizing method
EP0063655B1 (en) Process for carburizing ferrous metals
SU939592A1 (en) Method for carburizing in solid carburizing agent
SU800237A1 (en) Method of low-temperature nitrocarburization of steel articles
EP0059803B1 (en) A process for case hardening steel
SU881150A1 (en) Method of gaseous carburization of steel parts
ATE257865T1 (en) PROCESS FOR NITROCARBURIZING METALLIC WORKPIECES
RU2152452C1 (en) Method for antifriction thermochemical treatment of instrumental steels
SU840195A1 (en) Method of nitriding steel and alloy parts
RU2048599C1 (en) Method to produce controlled atmosphere for thermal and chemical thermal treatment of pieces