SU1694690A1 - Состав дл газовой нитроцементации стальных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, и может быть использовано в машиностроении дл  поверхност- ного урочнени  металлорежущего инструмента. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса насыщени  и повышение эксплуатационой стойкости. Состав содержит 65-75 мас.% карбамида , 14-19 мас.% сульфаминовокислого никел  и остальное - вода. Состав обеспечивает интенсификацию процесса насыщени  в 2- 2,5 раза и повышение эксплуатационной стойкости инструмента в 1,2-1,4 раза. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, и может быть использовано в машиностроении дл  поверхностного упрочнени  металлорежущего инструмента.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса насыщени  и повышение эксплуатационной сюйкости.

Состав дл  газовой нитроцементации стальных изделий содержит карбамид, воду и сульфаминовокислый никель при следующем соотношение компонентов, мас.% :

Карбамид65-75

Сульфаминовокислый

никель14-19

ВодаОстальное

Состав дл  нитроцементации готов т, смешива  карбамид (NN2)2 СО (ГОСТ 2081-75) и 55%-ный электролит сульфаминовокислого никел  Ni(NH2)S03J2 4H20 (ТУ 609-1032-75); в указанном соотношении, подогревают в специальном дозаторе до

70-80°С ив виде капель подают в реакционное пространство печи при 540-560°С. При этом происходит процесс пиролиза карба- мида и разложение сульфаминовокислого никел .

При разложении сульфаминовокислого никел  и карбамида образуютс  активные атомы азота, углерода и серы, которые, взаимодейству  с железом и никелем на поверхности инструмента, образуют фазы:

(FeNi)2-3(NC); (РеМ)з(СМ5); FeOy; NixOy,- .

Излучение фазового состава приповерхностных слоев осуществл ют путем послойного фазового рентгеноструктурного анализа на дифрактометре ДРОН-002.

В результате разложени  карбамида и. сульфаминовокислого никел  образуютс  аммиак и окись углерода,  вл ющиес  поставщиками атомов С и N.

в

Ё

Os

2.

О

300-400°

NH3 ЗН + N;

2СО С02 + С. Образующиес  при разложении сульфиды железа способствуют лучшей прира- батываемости поверхностей трени , повышению стойкости инструмента.

Кроме того, при разложении сульфами- новокислого никел  образуютс  при взаимодействии с обрабатываемыми стальными издели ми сульфиды никел , окись никел , карбиды никел , дополнительно повышающие стойкость инструмента.

Выбор количественного содержани  компонентов обусловлен следующим.

Карбамид предназначен дл  насыщени  поверхности деталей атомарным углеродом и азотом:

СО(МНа)2СО + 2N + 2Н2;

СО С + С02.

Оптимальное содержание карбамида рекомендуетс  в пределах 65-75%. Ниже 65% карбамид использовать нецелесообразно , так как уменьшаетс  активность состава карбюризатора по углероду и азоту., Увеличение содержани  карбамида в составе карбюризатора более 75% также нежелательно , так как при этом уменьшаетс  дол  сульфаминовокислого никел , обеспечивающего насыщение поверхностных слоев ме- талла сульфидами и оксидами железа и никел .

Химические соединени  никел , образующиес  в поверхностном слое, положительно вли ют на свойства диффузионного сло , обеспечива  интенсификацию процесса насыщению и более высокую износостойкость .

П р и м е о. Обоазец 15x15x30 и сверла 017,0 по ГОСТ 20696-75, изготовленные из стали Р6М5, подвергают нитроцементации в продуктах пиролиза карбюризатора предлагаемого состава. Перед загрузкой в реторту печи образцы и сверла обезжиривают стандартным водомоющим составом в ульт- развуковой установке УЗУ-0,25.

В загрузочную емкость капельницы, установленной на печи Ц 60, загружают, мае. %: карбамид 70; 55%-ный электролит сульфаминовокислого никел  30 (16% ни- кел  сульфаминовокислого и 14% воды), нагревают до 70°С и в дальнейшем автоматически поддерживают эту температуру.

При достижении печью температуры процесса нитроцементации 560°С необходимо загрузить в реторту печи образцы и сверла и после восстановлени  температуры 560°С включить капельницу.

Подача раствора должна составл ть 70- 100 кап/мин. Врем  отсчета начала выдержки фиксируют по достижении температуры печи 560°С, выдержка должна составл ть 30 мин. Давление газов в реторте 40 -60 мм вод.ст. После выдержки подачу раствора прекращают, печь отключают, образцы извлекают из реторты при 250°С.

После нитроцементации выполн ют отпуск при 180°С в течение 1 ч. Результаты насыщени  оценивают по глубине, строению и микротвердости диффузионного сло . С этой целью используют микротвердомер ПМТ-3 и микроскоп МИМ-8.

Эксплуатационна  стойкость представл ет собой стойкость металлорежущего инструмента (сверла) к износу по задней грани. Оценку стойкости провод т по количеству просверленных отверстий.

Аналогичным образом готов т п ть различных составов и провод т сравнительные испытани  образованного сло  на образцах и сверлах.

В таблице представлены результаты сравнительных испытаний предлагаемого и известного составов.

Таким образом, предлагаемый состав дл  газовой нитроцементации стальных изделий по сравнению с известным позвол ет интенсифицировать процесс насыщени  в 2-2,5 раза и повысить эксплуатационную стойкость инструмента в 1.2-1,4 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Состав дл  газовой нитроцементации стальных изделий, преимущественно металлорежущего инструмента, содержащий карбамид и воду, отличающийс  тем. что, с целью интенсификации процесса насыщени  и повышени  эксплуатационной стойкости , он дополнительно содержит сульфаминовокислый никель при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбамид65-75

   Сульфаминовокислый никель14-19

   ВодаОстальное