SU638635A1 - Способ азотировани стальных деталей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к химико-термической обработке, в частности, к процессам диффузионного насьпдени  металлов элементами, и может быть применен при азотировании материалов, склонных к окислению.

Известен способ азотировани  при в атмосфере частично диссоциированного аммиака с добавлением кислорода углекислого газа и их смесей, ускор ющий процесс иасьш1ени  в два раза ij. Однако дл  р да материалов, склонных к образованию прочных окисных йле;нок , присутствие кислорода в насыишющей среде недопустимо. Довольно высока  энерги  сродства кислорода к электрону (+2,2 э.в ) способствует, как и в случае аммиака, образованию отрицательно зараженных ионов кислорода, которые, адсорбиру сь на поверхности переходных метатьлов , образуют с последними наиболее прочную, чисто-ионную св зь, преп тству  адсорбции и взаимодействию с поверхностью металла ионов аммиака.

Цепь изобретени  - интенсификаци  процесса азотировани .

Это достигаетс  тем, что в ijacbnuaioщую среду ввод т вещества, имеюшие большую энергию сродства к электрону, чем молекулы аммиака (2,8 э.в) - среды ,  вл ющейс  поставщиком активных атомов диффундирукйцего вещества. К чиспу таких компонентов относитс  Фреон-12 (CFjCEj)- смещенный фторо- хлорид мегалла , энерги  сродства к электрону которого составл ет -3,22 э.в.

Работа выхода электрона с окисленной железной поверхности составгшет 3 э.в, средн   кинетическа  (теплова ) энер1 и  электрона в металле значительно меньше (при 56ОС О,1 э. 0) Однако, благодар  флуктуации энергии, в металле всегда присутствует некоторое количество электронов с энергией, достаточной дл  реализации работы выхода. При контакте свободного электрона с молекулой аммиака образуетс  отрицательный ион аммиака ( NH ) при этом выдеп егс  энерги , равна  энергии сродства к эпектрону нейтрапьной мопекупы аммиака +2,8 а. в. Эта выдешанвда с  энерги  передаетса при адсорбции иона аммиака электронам метаппа со средней дге  дайкой температуры кинетической энергией, позвол   им покинуть метаппическую rto Верхность. Этот процесс юэогрессирует ho механизму цепной реакции, иницииру  образование отрицательных ионов аммиак которые, адсорбиру сь на насыщаемой по верхности диссоциируют с образованием атомарного азота. При введении в насыщенную среду ком понентов, например Фреон-12, с энер гией сродства к .электрону, бопьшей, чем у нейтрапьной мопекупы аммиака, в количестве до 20 об. % звепичиБаетс  копичество отрицатепьных ионов аммиака т, е. при ионизации этих соединений выдеп етс  существенно большее копичестно энергии (при ионизации мопекупы аммиака вы деп етс  энерги  2,8 э.в, фреона-12 3,22 э,в), котора  передава  эпектронам метаппа со средней кинетической энергией, интширует процесс выхода с поверхности метаппа свободных эпектронов. ПредпагаемыЙ способ осуществп етс  с пе дующим образом. Подготовпенные издепи  помещают в контейнер печи, герметизируют и подают частично диссоциированный аммиак. Нагревают до48О Си выдерживают в течение 1 ч в атмосфере 85% аммиака и 15% Фреона-12. Степень диссоциации аммиака 25-40%. Поспе окончани  процесса насыщени  подачу фреона прекращают н охпаждают детапн под током аммиака. Гпубина попученного диффузионного спго  0,32 мм, в то врем  как в известном способе О,2 мм. ПредпагаемыЙ способ позвоп ет интенсифицировать процесс насыщени  в 1,5 раза. Формупа изобретени  Способ азотировани  стальных датапей, вкпючающий нагрев до 550 С и выдержку при этой температуре в атмосфере частично диссоциированного аммиака, о т пи чающийс  тем, что, с цепью интенсификации процесса азотировани  при выдернске в атмосфере частично диссоциируемого аммиака, допопнитепьно ввод т Фреон-12 в копичестве 0,5-20%. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Лахтин Ю. М. и Коган Я. Д. Азотирование стапей. Машиностроение:, 1976, с. 266.