SU668978A1 - Способ цементации стальных деталей - Google Patents

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к металлургии, конкретнее к способам химико-термической обработки стальных деталей в вакууме, и может примен5ггьс  при обработке низколегированных и углеродистых сталей, в особенности при обработке мелких деталей. Известен способ цементации стали с использованием вакуумного нагрева. Способ заключаетс  в том, что цементуемые детали нагревают в вакууме, а затем в печь ввод т газ, содержащий метан, при этом углеродный потенциал атмосферы определ етс  парциальным давлением метана , которое регулируетс , общим посто нным давлением атмосферы при цементации, поддерживаемым на посто нном уровне вакуумными насосами. Особенностью способа  вл етс  интенсификаци  процесса насыщ ни  поверхности углеродом за счет более полной диссоциации метана при пониженном давлении .1 . Недостатком такого способа цементации в вакууме  вл етс  сложность опред&ленив и регулировки углеродного потенаиала атмосферы, а также срыв процесса цементации при выделении сажи в печи, что может замедлить процесс насыщени  поверхности углеродом и сделать его нестабильным . Цель изобретени  - интенсификаци  п юцесса насьпаени . Кроме того, -способ позвол эг облегчить регулировку углеродного потенциала за счет уменьшени  количества углеродсодержащего газа в печь при низком давлении . Это достигаетс  за счет того, что углеродный потенциал атмосферы поддерживаетс  непрерывным изменением (увеличением ) давлени  в печи в интервале О,01-О,95 атм со скоростью О,О011 атм/ч при подаче в печь нестойкого углеводорода ацетилена. При этом происходит , с одной стороны, непрерывна  диссоциаци  газа на углерод и водород. В зависимости от температуры и скорости , подачи ацетилена углеродный потенциал может поддерживатьс  постошшым или непрерывно МЕНЫПОТЬСЯ (скорость диссоциации боп1(,ше скорости подачи); ипи иецрерывно увеличиватьс  (скорость подачи бопьше скорости диссоциации). Указанный иптэрвап изменени  давпеНИИ ограничен с нижней стороны (0,01атм необходимым , парциальным давпением адот пена дл  создани  на поверхности ко1шеНТ радии 0,8% С, а с верхней стороны (0,95 атм) взрывоопасностью технопогни из-за возможности взаимодействи  атмосферы с кислородом воздуха при разгерметизации печи). В сгтучае нежелательности выпадени  сажи на изделии или в конце процесса насыщени  дл  ограничени  концентрации угпврода в поверхности устанавливают скорость подачи ацетилена 0,001 атм/ч. В начале процесса дп  поддержани  максимальной скорости насьпцени , а также в том случае, когда весь процесс ве-. детс  по механизму реакционной диффу-, зии, т.е. с образованием цементита на поверхлости, скорость подачи ацетилена устанавпивают 1,0 атм/ч. Пример. Детали из стали 20 наг ревают в вакууме при температуре выдерживают ЗО мин дл  выравнивани  температуры и затем впускают ацетилен из баллона первые 5 мин со скоростью 0,1 атм/ч, а затем 55 мин со скоростью 0,001 атм/ч пр  изменении общего давлени  в печи за врем  процесса от 0,01 до 0,1 атм, В результате цементации получают цэменто&ат1ый слой без карбидной сетки глубиной О,55 мм. Детали из стали 20 нагревают в вакууме до 850 С, в держивают 30 мин, а затем пускают ацетилен непрерывно со средней скоростью 1 атм/ч, причем в начапе процесса скорость составл ет 1 атм/ч, а последние 30 мин - 0,1 атм/ч. Суммарное давление в печи измен етс  в пределах 0,01 0 ,95 атм. В результате цементации в течение 1 ч получают цементованный слой 0,3 мм. На поверхности стали методами рентгеноструктурного анализа был обнаружен цементит. При проведении цементации в метане и природном газе на детал х из стали 2ОХ при тех же технологических парамет рах в первом случае получают слой О,25 мм, во втором - 0,08 - 0,10 мм, т.е. предлагаемый способ позвол ет интенсифицировать „процесс насыщени  в 2-3 раза. Формула изобретени  Способ цементации стальных деталей, включающий нагрев в вакууме до 8501000 С и Выдержку при этой температуре в атмосфере, содержашей углеводороды, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса насьпдени , в качестве углеводородов используют ацетилен , который непрерывно подают в печь, увегшчива  давление от 0,01 до 0,95 атм, со скоростью изменени  давлени  0,ОО11 ,0 атм/ч. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. РЖ Металлурги , 1975, № 9, реф. 9И94а,