SU581168A1 - Способ химико-термической обработки стальных изделий - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относитс  к методам комплексного диффузионного насыщени  поверхности стальных изделий в жидких и газообразных средах и может быть пригоден дл  поверхностного упрочнени  деталей машин и инструмента. Известен способ химико-термической обра ботки, при котором в резулнгате элект{золиза расплава, состо щего из буры и до 40 вес.% окиси алюмши , происходит насыщение сталь ных изделий бором и алюминием. Недостатком известного способа  вл етс  повышенна  хрупкость сло  и непрочна  св зь его с основой стального издели  изза неравномерного распределени  бора, алюмини , углерода и легирующих элементов в слое и в подборидной зоне, а также недостаточна  износостойкость СЛОЯ в УСЛОВИЯХ абразивного изнашивани  и сухого трени , обус ловленна  наличием в слое алюминидов с пониженной твердсстью и резким перепадом твердости от сло  к основе металла. Недостаток процесса азотировани  предварительно алитированных сталей заключаетс  в трудности получени  со,аержани  алюМИНИН в поверхвостном сдое при алитировании в необходимых дл  азотир жани  пределах (1,0-1,2% А) к в потребности св зи с этим в дрполнитвлинрм высокотемпературном диффузионном отжиге , а также в высокой хрупкости алюмоазотироваиного сло , обусловленной резкой разницей между содержанием алюмйви  в азота на границе слой Основной металл, низкой твердости сло  (HV- 1000 кгс/мм) и св занна  с ней недостаточна  износостойкость при абразивном изиаичшанни. Целью изобретени   вл етс  повышение физико-механических свойсть прочности, износостойкости .и сопротивлени  схватыванию бороалитированных покрытий на издели х из конструкционных и инструментальных сталей за счет образовани  нитридов алюмини  на основе содержани  алюмини  в количестве до 1,5% в алюминидах железа и сложных алюмоборидных фазах, составл ющих бороалитированный СЛОЙ; а также дополнителыюго легировани  азотом твердого раствора бора и алюмини  в железе.

Достигаетс  это тем, что после электролйзнсгго бороалитировани  в расплаве буры с Ю вес. % окиси алюмини  при температуре 93О 1О С и плотности тока эл%тролиза t),15-O,2O А/см в течение 2-2,5 ч. стальные издели  подвергают газовому азотированию при температуре SlOtlO С и степени дисссщиации аммиака 25-35% в течение 25 ч.

На фиг. 1 представлена микроструктура сло  на стали ШХ15, полученна  предлагаемым способе; на фиг. 2 юказаны кривые изменени  микротвердости по глубине сло , полученные известным способом и предлагаемым: а - крива  стали У8А, б крива  стали - крива  стали У8А, г - крива  стали ШХ {предлагаемый способ).

Способ осуществл етс  следующим образом .

Стальные издели  бороалЕИтируют в расплаве буры с добавкой 1О% окиси алюмини  при температуре С и плотности тока электролиза 0,15-О,2О А/см в течение 2-2,5 ч. Затем издели  в зависимости от требуемых свойств серцевины охлаждают на воздухе или закаливаиот. После промывки и очистки их помещают в печь дл  газового азотировани . Процесс азотировани  провод т при 51OilO°C в среде диссоциированного аммиака со степенью циссоципции 25-35% в точение 25 ч.

Обработанные по указанным режимам образны из сталей ШХ15, У8А, 4ОХ и 45 имеют обшую глубину упрочненного сло , который отличаетс  по строению и твердости от основного металла в пределах О,250 ,4 мм. Характерным отличием микроструктуры сло   вл етс  наличие темно-трав щейс  зоны непосредственно под слоем зоны твердого раствора бора и алюмини  в железе, дополнительно легированного азотом, наиболее отчетливо видимой на стал х карбидного класса, например ШХ15 (см.фиг.1).

Азотирование повышает твердость бороалитирован|Ц .1Х покрытий. Если после бороалитировани  твердость поверхности стали ШХ15 была не более HVjp 95О, то после азотировани  она увеличилась до HVjj,

165О.

Изменилс  и характер распределений микротвераости по глубине сло  (см. .2). Твердость сло  увеличилась с Н 1600 до Hjj/.Qp 23ОО, твердость м гкой попборидной зоны возросла с Иуу, 35О-45С до HyUjQQ 6ОО-7ОО, обеспечив более плавный переход к основному металлу.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ химико-термической обработки стальных изделий, включающий электролизное бороалитирование в расплаве буры с

   ilO вес. % окиси алюмини  при 93О 1О С

   и ПЛОТ1-ОСТИ тока O,15f О,2О А/см, о т

   личающийс  тем, что, с целью повышени  физико-механических свойств получаемого сло , издели  после бороалитировани  дополнительно азотируют при температуре 51О ±10 С и степени диссоциации аммиака 25-35 %.

   I.. -, ..3

   I . IK - IVra t iifc fiK . 1 М 3;у;|Г: ь tifuT ii ,;.nCh riffn)rИ.-% N4/-.-%«4k, Ir /. V I- .

   V I ..

   ацЖ Ч С ЭУг. a,.-. §.й,. . г, ,t

   P ;4Mv; 6 ,

   ад - ;к т-I - ГА vri

   I /. / f I , 1

   УИ,;-vln

   : -- :f--js fvS v.

   fy

   ХЧ. v-V-

   i 4 3

   -X.:v .r.v6vi

   :..,. ;г-ЗтА-

   l..; l-ft-3«-rif«I aг . /

   2500

   0,10,20,3Q,

   Рассто ние am поверхности, fin г.г