SU1664872A1 - Состав дл нитрооксидировани и альфировани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к химико-термической обработке металлов и сплавов, к нитрооксидированию твердых сплавов в инструментальных сталей, к оксидированию (альфированию) титановых сплавов. Цель изобретени  - повышение износостойкости, интенсификаци  процесса при снижении стойкости за счет неоднократного использовани  смеси. Дл  этого в состав смеси вводитс  порошок перлита природного вулканического в качестве наполнител  при следующем соотношении компонентов, мас %: перлит природный вулканический 7 - 10, карбамид - остальное. Это позвол ет упростить и интенсифицировать нитрооксидирование инструмента, повысить его износостойкость в 1,4 - 1,7 раза. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к химико-термической обработке металлов и сплавов, к нитрооксидированию высоколегированных твердых сплавов, инструментальных сталей , к оксидированию (альфированию) титановых сплавов.

Цель изобретени  - повышение износостойкости , интенсификации процесса при снижении стоимости за счет неоднократного использовани  смеси.

В состав смеси вводитс  перлит природный вулканический при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Перлит природный

вулканический7-10

КарбамидОстальное

Сущность изобретени  в том, что в состав смеси вводитс  перлит природный вул-, канический,позвол ющий создать вокруг обрабатываемых деталей атмосферу с заданным посто нным содержанием кислорода . Одновременно в состав смеси вводитс  карбамид, который не увеличивает количество свободного кислорода, но повышает азотный потенциал атмосферы вокруг деталей и  вл етс  поставщиком окиси углерода .

Перлит природный  вл етс  веществом с малым насыпным весом,, веществом, увеличивающим удельный объем при быстром нагреве в 10-15 раз, что способствует рыхлению засыпки и улучшению условий поставки атомарных кислорода, азота, углерода к поверхности деталей, наход щихс  в контейнере, в упаковке дл  термообработки .

Одновременно перлит содержит кроме 65-75% окиси кремни , 10-15% окиси алюмини , до 3-6% св занной воды и примеси окислов магни , натри , кальци  и при этом обеспечивает стабильный окислительный потенциал засыпки за счет диссоциации и разложени  воды. В присутствии щелочных металлов процесс диффузии атомарного углерода , азота и кислорода протекает более интенсивно.

СО

с

о о

00

VI ю

Карбамид при диссоциации и разложении в процессе нагрева частично компенсирует окисл ющую активность перлита, но в выбранном количестве не повышает углеродный потенциал, характерный дл  смеси с углем или карбюризатором, тем самым редотвращаетс  науглероживание, про- сход щее при цементации. Фактически месь позвол ет создавать нитрооксидиру- ющие атмосферы, одновременно не интен- сифициру  обезуглероживание высоколегированных углеродистых сталей и сплавов .

При практическом приготовлении и использовании смеси берут карбамид по ГОСТ 6691-77 (NH2)2CO и перлит природный вулканический Среднеазиатского месторождени  с содержанием , А120з 11,9%, ,80%, ,10%, Ре20з 1,90%, остальное - окислы щелочно- земельных металлов. Перлит природный Камчатского месторождени  идентичен по составу Среднеазиатскому.

П р и м е р 1, Резцовые вставки из особо мелкозернистого твердого сплава ВК6-ОМ размера 2x5x40 мм нитрооксидируют в смеси предлагаемого состава с укладкой в поддончики из нержавеющей стали и с нагревом в вакуумной печи. Смесь содержит 12 мас.% перлита природного и 90 мас.% карбамида и ею после перемешивани  засыпают твердосплавные вставки слоем 10- 10 мм. Закрытый крышкой контейнер из листовой стали 0,8 мм помещают в рабочее пространство малоэнергоемкой вакуумной печи СНВЛ-0,8-0,5/11, нагревают до 850°С в течение 15 мин и выдерживают в течение 90 мин,

Обработанные резцовые вставки имеют после охлаждени  с печью повышенные эксплуатационные свойства, износостойкость при резании сплава молибдена ЦМ-10 повышаетс  в 1,7 раза. Исключено окисление тончайших режущих кромок в поверхностном слое, равном 15 мкм, содержание оксидов и азота в составе нитрооксидов кобальта и вольфрама, определенное рентге- ноструктурным анализом, составл ет 17-18%. Не наблюдаетс  также выкрашивани  режущих кромок, св занного с неравномерным формированием сло  вследствие неравномерного поступлени  к поверхности кислорода и азота, характерного дл  известного состава.

Сравнительные характеристики дета- лей при обработке в предлагаемом и известномсоставакдл  нйтрбоксидировани  представлены в табл.1 итабл.2.

П р и м е р 2. Притиры дл  обработки котировочных зеркал изготовл ют из титанового сплава ВТ-14 и альфируют в предлагаемой смеси, содержавшей 7 мас.% перлита природного и 93 мас.% карбамида.

В процессе вакуумного нагрева и выдержки в контейнере со смесью при температуре обработки 890°С в течение 3,5 ч на поверхности образуетс  альфированный слой микротвердостью 1210-1270 ед. с плавным снижением твердости к основному металлу. Толщина сло  составл ет 50-90 мкм, слой равномерен по всей поверхности притиров. Свойства сло  1,3-1,4 раза выше, чем при обработке в известных составах. Суммарна  толщина износостойкого и переходного слоев составл ет 140-170 мкм, не наблюдаетс  отрыва сло  от основы и образовани  окисной пленки на классной поверхности пригиров, Затраты на приготовление 1 кг смеси снижаютс  на 40%,

П р и м е р 3. Фрезы концевые из стали Р6М5, диаметром 8 мм нитрооксидируют с нагревом в вакуумной печи СНВЛ в смеси 8,5 мас.% перлита природного вулканического и 91,5 мас.% карбамида. Температура обработки 550°С, выдержка 120 мин, охлаждение в вакуумном масле или с контейнером на воздухе, В результате обработки на поверхности фрез образуетс  тончайший нитрооксидный слой, равномерный по толщине, без следов зонного окислени  синевато-серого цвета, характерного дл  известного состава. Износостойкость при резании нержавеющей стали Х32Н8 повышаетс  в 1,7 раза, что св зано с лучшим удержанием смазки нитрооксидным поверхностным слоем. Состав используетс  повторно , при этом возобновл етс  добавка карбамида в смесь дл  засыпки вертикально установленных в контейнере фрез. Стоимость использованных компонентов составл ет 0,3 руб/кг или вдвое ниже, чем стоимость компонентов в известном способе .

Таким образом, предлагаема  смесь универсальна в широком интервале температур , технологична в использовании, позвол ет упростить и интенсифицировать нитрооксидирование инструмента и имеет минимальную стоимость. Кроме того, износостойкость деталей повышаетс  в 1,3-1,7 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Состав дл  нитрооксидировани  и аль- фировани  преимущественно мелкоразмерного инструмента из твердых сплавов, инструментальных сталей и конструкционных деталей из титановых сплавов, содержащий карбамид и наполнитель, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  износостойкости, интенсификации процесса при снижении стоимости за счет неоднократного использовани  смеси, он содержит в качестве наполнител  порошок природного

   вулканического перлита при следующем соотношении компонентов, мас.%: Перлит природный вулканический7-10

   КарбамидОстальное

   Т « б л и

   Таблица 2