SU1640202A1 - Способ цементации стальных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам цементации стальных изделий, изготавливаемых из высокохромистых и быстрорежущих сталей, и может быть использовано в машиностроении дл  повышени  износостойкости деталей и технологической оснастки (штампов, пресс- форм, фильер и т оп.). Цель - повышение качества сло  за счет устранени  шпинельной зоны, сплошности карбидной зоны и повышени  равномерности сло . Способ цементации включает нанесение на поверхность изделий обмазки , содержащей углекислый натрий в количестве 60-300 г/л клеющей органической жидкости, загрузку в насыщающую смесь, нагрев до температуры цементации и выдержку. В результате способ позвол ет получать равномерный слой с более высоким качеством без темной шпинельной и сплошной карбидной зон. 1 табл. а S а

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам цементации стальных изделий, изготовл емых из высокохромистых и быстрорежущих сталейt и может быть использовано в машиностроении дл  повышени  износостойкости деталей и технологической оснастки (штампов, пресс- форм, фильер и т.п.).

Цель изобретени  - повышение качества сло  за счет устранени  шпи- ч нельнойк зоны, сплошной карбидной зоны и повышени  равномерности сло .

Способ цементации включает нанесение на поверхность обмазки, содержащей углекислый натрий в количестве 60-300 г/л, клеющей органической

жидкости, загрузку, нагрев до температуры цементации, выдержку в твердом или газообразном карбюризаторе.

Действие углекислого натри  направлено на преодоление барьерной i роли стойкой пассивной окисной пленки. Уже на начальном этапе цементации над поверхностью с нанесенным углекислым натрием образуетс  газова  фаза, преимущественно содержаща  СО. В результате внутреннего окислени , развивающегос  при недостатке кислорода , стойкие пассивные окислы хрома трансформируютс  в сложные окислы типа шпинели. Образующийс  тонкий шпи - нельный слой оказываетс  легко преодолимым дл  углерода и, кроме того,

CR 4

С

ьс

с

1чЭ

он нейтрализует возможное дальнейшее окисление поверхности кислорода.

Выбор интервала концентрации углекислого натри  в суспензии 60-300 г/л обусловлен необходимостью обеспечени  перевода окисной пассивной пленки в углеродопроницаемый слой шпинели как по толщине окисной пленки, так и по всей цементируемой поверхности обра- батываемого издели . При концентрации углекислого натри  в суспензию менее 60 г/л пассивна  пленка может частично сохран тьс  и стабильность процесса цементации при этом нарушает с , концентраци  углекислого натри  свыше 300 г/л нецелесообразна, так как приводит к повышенному расходу аагента и, кроме того, может вызвать образование темной шпииельной зо ны, т.е. ухудшить качество цементованного сло . Устранение барьера дл  насыщени  высоколегированной стали углеродом обеспечивает возможность проведени  цементации в обычных стан- дартных карбюризаторах, возможность регулировани  содержани  углерода в пое путем изменени  углеродного потенциала насыщающей среды и высокую скорость насыщени .

Проведение цементации в стандартных карбюризаторах при обеспечении высокой скорости насыщени , а также применимость способа дл  различных марок высоколегированных сталей рас- шир ют возможности способа. Применение дл  цементации высоколегированных сталей обычных карбюризаторов и реализаци  возможности регулировани  содержани  углерода в слое исключа- ют образование темного шпинельного и сплошного карбидного слоев, что обеспечивает высокое качество цементованному слою. Отсутствие барьера дл  углерода гарантирует стабильность процесса цементации. В целом обработка упрощаетс , так как дл  подготовки поверхности к цементации используетс  только однокомпонентна  суспензи , котора  наноситс  на по- верхность либо кистью, либо с помощью пульверизатора, либо окунанием.

Пример Цементации подверга- ют образцы после точени  из сталей марок Р6М5 и Х12М. Одну партию об- разцов цементируют по предлагаемому способу в стандартном бондюжском карбюризаторе с подготовкой поверхности путем нанесени  обмазки из углекислого натри  в виде суспензии в клее БФ-2 при концентрации 180 г/ . Вторую партию образцов обрабатывают по известному способу. На образцы нанос т окунанием суспензию состава, вес.%: триэтаноламин 85; сажа газова  10; углекислый барий 5.

Затем смоченную суспензией-поверхность покрывают путем погружени  порошкообразной смесью, состо щей из сажи и углекислого бари  при соотношении соответственно 70 и 30 вес.%. Цементацию провод т также в стандартном бондюжском карбюризаторе.

Дл  уточнени  пределов концентрации углекислого натри  в суспензии цементируют аналогично образцы из стали Р6М5 с предварительным нанесением суспензии с концентрацией углекислого натри  40, 60, 300 и 320 г/л.

Все образцы цементируют при 970°С .в течение 7 ч с обычной герметизацией контейнеров.

После цементации образцы подвергают микроанализу с целью определени  параметров сло  и оценки его качества . Качество сло  оценивают по отсутствию темной шпинельной и сплошной карбидной зон с учетом глубины цементованного сло .

Результаты металлографического анализа образцов, обработанных по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице.

Анализ данных показывает, что по сравнению с известным способом обработка по предлагаемому способу обеспечивает получение равномерного сло  более высокого качества без наличи  темной шпинельной и сплошной карбидной зон,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ цементации стальных изделий преимущественно из высокохромистых и быстрорежущих сталей, включающий нанесение обмазки, содержащей углекислую соль и органическую жидкость, загрузку в насыщающую смесь, нагрев до температуры цементации и выдержку отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сло  за / счет устранени  шпинельной зоны, сплошной карбидной зоны и повышени  равномерности сло , нанос т обмазку, содержащую углекислый натрий в количестве 60-300 г/л клеющей органической жидкости.

   й

   180 180 60 300

   Р6М5 Х12М

   - - -|Г -

   Р6М5 Х12М

   Отсутствует Отсутствует Равномерный

   Колебани  по толщине до 0,15 мм

   Отсутствует Колебани  Колебани  по по толщине толщине до до 0,03 мм