SU775175A1 - Способ газового азотировани деталей из инструментальных сталей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области химико-термической обработки инструме тальных сталей, преимущественно штампового назначени , и может быть использовано дл  повышени  стойкости штампов и деталей пресс-форм, работаю щих в услови х интенсивных температур но-силовых Hai-руэок. Известен способ газового азотиров ни , состо ли из повтор ющихс  циклов вакуумировани  и подачи реагирую щего газа. Изделие нагревают в ваку уме до 570°С,после чего подают реаги ющий газ, После выдержки в течение 10 мин печь вакуумируют и повтор ют циклы в указанной последовательности 120 MtiH. Это повышает стабильность и воспроизводимость результатов, азотировани  по глубине и механичес КИМ свойствам получаемого сло / но не позвол ет увеличить глубину сло , котора  остаетс  в пределах 0,0120 ,20 мм 1. Известен способ газового азотировани , включающий нагрев до температуры насыщени , выдержку при этой температуре в насыщающей среде и последующую выдержку в среде инерт ного газа 2. Однако известный способ не обеспечивает повБпиени  глубины азогированного сло . Недостатком его  вл етс  также больша  длительность процесса. Целью изобретени   вл етс  увеличение глубины азотированного сло  при азотировании деталей из инструментальных сталей. Цель достигаетс  тем, что выдержку в насыщающей среде -ведут в течение 30-60 мин, а в инертной атмосфере - 20-40 NWH при температуре на 100-150°С выше температуры насыщени  , причем выдержки в насыщающей среде и инертном газе последовательно повтор ют 2-5 раз и заканчивают обработку в насыщающей среде. Формирование азотированного сло  в процессе реализащии способа происходит следующим образом. Первоначально в среде насыщающего температуре азотировани -580°С образуетс  слой ненасБвденного «А. -раствора, толщина которого увеличиваетс  со временем . В насыщающей среде изделие выдерживают цри температуре азотирова .ни  39-60 мин. При меньшей выдержке времени применительно к щтамповым стал м не удаетс  достигнуть глубины азотировани  сло  более 0,12-0,15 мм т.е. цель изобретени  не реализуетс  Верхний предел времени насыщени  выбираетс  из услови  образовани  на поверхности хрупкой -фазы, по вл ние которого резко тормозит диффузию азота вглубь. Экспериментально уста новлено, что при прин тых дл  инстру ментальных сталей температурах азотировани  образование . -фазы начинаетс  через 60 мин, следовательно, дальнейша  выдержка в насыщаклдей ере де нецелесообразна, так как глубина упрочненного сло  практически не увеличиваетс , зато прочность его снижаетс  за счет образовани  на по верхности хрупкой -фазы. Поэтому насыщающую атмосферу замен ют инертным газом. Благодар  большой подвижности азота в ot -фазе диффузи  на этом этапе протекает даже при малом градиенте концентраций. В инертной среде изделие выдерживают при .температуре на 100-15Q C выше температуры азотировани  в течение 20-40 мин. Повышение температуры в пределах 100-150°С наиболее целесообразно, так как повышаетс  коэффициент диф фузии в oL -фазе примерно в 5-6 раз. При увеличении температуры более чем на 150рС возможно снижение твердости диффузионного сло  за счет коагул ции и укрупнени  нитридных фаз. Экспериментально установлено; ore тимальна  выдержка времени при повышенной температуре в инертной сре де составл ет 20-40 мин, что обеспечивает увеличение глубины азотиро ванного сло  по сравнению со слоем, полученным после азотировани  при температуре 580°С без последующей в держки в апгоне,примерно в 2-2,5 ра

Глубина диффузионРежим обработки ного сло , мм

По предлагаемому

Поверхностна  микротвердость , в предложенном способе газового азотировани  выдержки в насыщающей среде и инертном газе последовательно повтор ют 2-5 раз и з.аканчивают обработку в насыщающей атмосфере При этом нитридна  сетка дробитс , что ведет к изМельчению нитридов и увеличению интенсивности проникновени  азота в раствор из насыщающей атмосферы. Отмеченное предполагает эффективность biHoroкратного повторени  выдержки в среде насыщающего и инертного 1азов. Увеличение числа выдержек более 5 целесообразно, так как не способствует существенному возрастанию глубин азотированного сло , Пример, Обработке подвергают плоские образцы из стали 4ХЗВМФ в шахтной печи типа ОйОЛ. В качестве насыада1ощей среды используют аммиак, в качестве инертной среды - аргон. По. предлагаемому способу азотирование провод т при 580С выдержкой 40 миНф Затем насыщающую среду замен ют аргоном и выдерживают образцы при в течение 20 лин. Выдержки в среде насыщающего и инертного газов повтор ют 3 раза. Процесс заканчивают в насыщающей атмосфере и oxлaJKдaют образцы вместе с печью до 200-с, Обща  длительность процесса составл ет около 3,5ч,. Одновременно провод т обработку аналохичных образцов по известному способу. Образцы азотируют при 550°С в течение 25 ч. За 5 ч до конца выдержки амг/мак вытесн ют аргоном, Охлзждение образцов осуществл ют в аргоне. Результаты сравнительного исследовани  образцов приведены в таблице.

Таким образом, по сравнению с прототипом предложенный способ обеспечивает увеличение глубины азотированного сло  почти в 2 раза. При этом поверхностна  твердость повышаетс  на 100 единиц. Дополнительным преимуществом предложенного способа  вл .етс  снижение длительности химикотермической обработки.

Claims (2)

1. Формула изобретени  Способ газового азотировани  деталей из инструментальных сталей, включающий нагрев до температуры насыщени , выдержку при этой температуре . в насыщающей среде и последующую вы держку в среде инертного газа, о т л и чающиес  тем, что, с целью увеличени  глубины азотированного сло , выдержку в насыщающей среде ведут в течение 30-60 г/шн, а в инертной атмосфере - 20-40 мин при температуре на 100-15О С выше температуры насыщени , причем выдержки в насыщающей среде и инертном газе последовательно повтор ют 2-5 раз и заканчивают обработку в насыщающей среде. Источники информации, щэин тые во внимание при экспертизе 1. Реферативный журнал Металлурги  1977, i, рефеоат 14930П.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 516760, кл. С 23 С 11/16 1973