SU800236A1 - Способ низкотемпературной нитроцемен-ТАции СТАльНыХ издЕлий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к химикотермической обработке сталей и может найти широкое применение в машиностроении дл  упрочнени  деталей, подверженных износу и работающих в услови х сухого или полусухого трени .

Известен.способ насыщени  поверхности стали углеродом и азотом в атмосфере, состо щей из 50% аммиака и 50% пропана l.

Нитроцементаци  стали известным способом при за 4 ч обеспечивает получение карбонитридного сло  глубиной 0,020-0,030 мм и диффузионного сло  глубиной до о,4 мм.

Этот способ позвол ет получать глубокие упрочненные слои.

Однако на поверхности сло  по вл етс  пориста  зона с пониженной микротвердостью, что снижает усталостную и контактную прочность деталей, а следовательно, и их долговечность .

Известен также способ низкотемпературной нитроцементации стальных изделий, в котором за счет регулировани  подачи азот- и углеродсодержащих компонентов достигаетс 

повышение прочностных характеристи изделий 2.

Причем нитроцементацию на перво стадии ведут в углеродсодержащей среде, а на второй - ступенчато увеличивают подачу углеродсодержащего газа и ввод т азотсодержащий газ, увеличива  подачу последнего через определенные промежутки времени .

Однако при этом способе также невозможно достичь желаемых прочностных характеристик на издели х.

Цель изобретени  - повышение долговечности деталей за счет повышени  их поверхностной твердости износостойкости и контактной выносливости и увеличени  эффективной глубины карбонитридного сло .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что процесс низкотемпературной китроцементации ведут в .углеродоазотистой среде с регулированием подачи компонентов, причем подачу азотсодержащего компонента периоди чески уменьшают к концу процесса, а подачу углеродсодержащего компонента соответственно увеличивают.

Целесообразно вести процесс в три стадии равной длительности, причем на первой стадии соотношение азотсодержащего и углеродсодержащего компонентов составл ет, %: 60-70. 40-30, на второй стадии - 45-55: 55-45 и на третьей стадии - 30-40: 70-60 соответственно.

Предложенный способ осуществл ют следующим образом.

В печь, нагретую до рабочей температуры 500-700°С, загружают приспособлени  с детал ми из стали 20, 40Х. Дл  вытеснени  из рабочего пространства печи кислорода печь в течение 5-10 мин продувают азотом. Затем в течение первой трети времени общей длительности процесса, в печь подают газовую смесь, состо щую из 60-70% азотсодержащих газов и 40-30% углеросодержащих газов. Во вторую треть времени общей длительности процесса количество подаваемого азотсодержащего газа уменьшают до 45-55%, а количество углеродсодержащего газа увеличивают до 55-45%.В последнюю треть времени общей длительности процесса соотношение подаваемых азотсодержащего и углеродсодержащего газов составл ет 30-40% и 70-60% соответственно .

Перед выгрузкой деталей из печи рабочее пространство освобождают от взрывоопасной атмосферы азотом в течение 5-10 мин.

При общей выдержке 3 ч, продолжительности каждого периода 1 ч и температуре процесса 570 С образуетс  плотный карбонитридный слой толщиной 0,016-0,020 мм, при 600 С и выдержке 3 ч - слой толщиной 0,024-0,40 мм.

Периодическое уменьшение подачи азотсодержащего газа и увеличение подачи углеродсодержащего газа позвол ет к концу процесса снижать азотирующую способность атмосферы, предотвраща  тем самым высокую концентрацию азота в поверхностных зонах сло , а следовательно, и образование пористости.

В табл. 1-3 представлены данные, позвол ющие судить о вли нии количества и соотношений углерод- и азотсодержащих компонентов на свойства обрабатываемых изделий,

Т а б л и ц а 1

блица

Из данных табл. 2 видно, что предлагаемый способ низкотемпературной нитроцементации нар ду с большей общей глубиной карбонитридного сло  обеспечивает получение большей (в 1,5 раза) глубины эффективной зоны .

Микротвердость эффективной зоны и подсло  образцов из стали 45, .обработанных предлагаемым способом (режим 5), в 1,3-1,5 раза выше, чем у образцов, обработанных по известному способу (режим 4). КонПродолжение табл. 2

тактна  прочность повышаетс  на 15%, а долговечность - в 1,3 раза 55 ( режим 5 по сравнению с 1-4).

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ низкотемпературной нитроцементации стальных изделий, включающий нагрев до температуры обработки в углеродоазотистой среде и выдержку, отличающийс  780023 тем, что, с целью повышени  долговечности изделий за счет увеличени  , глубины сло  и повышени  его качества , вьщержку осуществл ют в три стадии равной длительности, причем соотнсйиение азотсодержащего и углерод- содержащего компонентов на первой стадии 60-70%:40-30%, на второй стадии - 45-55%j55-45%j на третьей 30-40%:70-60% соответственно. 68 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Прженосил Б. Нитроцементаци  . Л., Машиностроение , 1969, с. 121.
2. 2. Авторское свидетельство. СССР № 2356602, кл. С 23 С 11/18, 1976.