SU1666573A1 - Способ цементации стальных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к химико-термической обработке сталей, а именно к цементации стальных изделий, преимущественно режущего инструмента в машиностроительной и инструментальной отрасл х промышленности дл  упрочнени  металлообрабатывающего инструмента из низкоуглеродисты быстрорежужих сталей. Цель - повышение эксплуатационной стойкости инструмента за счет формировани  специальных карбидов с пластиночно-стержневой формой. Способ включает окисление при 450...550°С в течение 0,5 ч, нагрев в защитной атмосфере до температуры цементации и цементацию при 1050...1240°С. Способ позвол ет повысить эксплуатационную стойкость инструмента в 1,8 - 1,9 раза, что обусловлено формированием пластиночно-стержневых специальных карбидов. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к химико-термической обработке , а именно к цементации стальных изделий , преимущественно режущего инструмента, и может быть использовано в машиностроительной и инструментальной отрасл х промышленности при упрочнении металлообрабатывающего инструмента из низкоуглеродистых быстрорежущих сталей.

Цель - повышение эксплуатационной стойкости инструмента за счет формировани  специальных карбидов с пластиночно- стержневой формой.

Способ включает окисление при 450- 550°С в течение 0,5 ч, нагрее в защитной атмосфере до температуры цементации и цементацию при Ю50...1240°С.

Данна  последовательность технологических операций обеспечивает формирование в науглероженном слое низкоуглеродистых быстрорежущих сталей принципиально нового морфологического вида специальных карбидов с пластиночно- стержневой формой, имеющих, по отношению к инструменту, радиальную ориентацию. Инструмент, изготовленный из стали, в структуре которой образуютс  пластиночно-стержневые колонии, отличаетс  значительным повышением эксплуатационных характеристик. После образовани  на поверхности заготовок инструмента окисной пленки далее нагрев до температуры цементации 1050-1240°С необходимо проводить в защитной атмосфере. Процесс

О

Os

о ел VI

СО

образовани  пластиночно-стержневых специальных карбидов носит зародышевый характер .

В св зи с этим важно, чтобы науглероживание начиналось сразу и продолжалось в стационарных услови х по температуре и углеродному потенциалу. Этим услови м и отвечает предварительный нагрев до 1050- 1240°С в защитной атмосфере и цементаци  при той же температуре с углеродным потенциалом 0,6-1,5%. Сохранив окисную пленку до 1050-1420°С и создав науглероживающую среду, на поверхности заготовок повсеместно по вл ютс  зародыши пластиночно-стержневых карбидов, которые продолжают расти вглубь издели , Отклонение от стационарных условий роста приводит к прекращению роста карбидов нового морфологического вида и образованию глобул рных выделений специальных карбидов.

Нагрев ниже 1050°С не приводит к образованию карбидов пластиночно-стержне- вой формы при последующей цементации. Выдел ютс  специальные карбиды глобул рной формы.

Нагрев выше 1240°С с последующим науглероживанием характеризуетс  пересыщением поверхности заготовок инструмента углеродом и ее плавлением.

Дл  обеспечени  стационарных условий зарождени  и роста пластиночно-стержневых карбидов цементаци  должна начинатьс  и продолжатьс  при темпеоаху- ре предварительного нагрева 1050-1240°С. Отличие температур нагрева и цементации приводит к формированию диффузионного сло  с глобул рными специальными карбидами .

При запредельных значени х режимов обработки эксплуатационна  стойкость инструмента снижаетс ,

П р и м е р. Из гор чего сортового проката стали марки 02Р6М5 изготовили заготовки метчиков М12. Сталь имела следующий химический состав, мас.%: 0,19 С,1 6,45 W; 5,0 Мо; 1,39 V; 4,26 Сг; 0,30 NI; 0,28 SI; 0,20 Mr, 0,1 Си; 0,032 Р; 0,022 S; 0,38 Со;

0,013 Т); 0,11 Mb. Заготовки разместили в оснастке и поместили в печь с окислительной атмосферой. После достижени  температуры 550°С через реторту печи начали продувать азот и в этих услови х продолжали нагрев до 1200°С, После стабилизации заданной температуры (1200°С) прекратили продувку азотом и подали в реторту науглероживающий газ, состо щий из эндогаза и добавок метана. Был установлен углеродный потенциал 1,2% С, который контролировали и поддерживали с помощью газоанализатора ГИАМ-5М. Процесс цементации вели в течение 3 ч. Завершали обработку закалкой в масло.

Результаты исследований в виде количественных и качественных величин сведены в таблицу,

Из таблицы следует, что эксплуатационна  стойкость инструмента, по сравнению с

обработкой по известному способу, повышаетс  в 1,8-1,9 раза, что обусловлено формированием пластиночно-стержневых специальных карбидов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ цементации стальных изделий, преимущественно режущего инструмента из низкоуглеродистых быстрорежущих сталей , включающий окисление при 450...550°С

   в течение 0,5 ч и последующую цементацию в атмосфере эндогаза и метана, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной стойкости инструмента за счет формировани  специальных карбидов с пластиночно-стержневой формой, после окислени  провод т нагрев в защитной атмосфере до температуры, соответствующей температуре цементации.

   Структура и механические свойства метчиков в зависимости от режимов их обработки