SU945245A1 - Способ азотировани - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к химикотермической обработке металлов, В . частности, к азотированию деталей и инструмента в газовых средах с активным азотом, полученным при диссоциации аммиака.

Газовое азотирование находит применение дл  упрочнени  широкой номенклатуры деталей машин и инструмента. Азотирование привод т в газовых среэдах с активным азотом с выдержкой при температурах 500-600°С 1.

Одним из существенных недостатков известных способов газового азотиро-. вани   вл етс  насыщение азотируемых изделий водородом, а также обезуглероживание азотируемых поверхностей за счет взаимодействи  водо-рода с содержащимс  в стали углеродом, что приводит к пониженной твердости сло , а также к его шелушению и охрупчиванию .

Кроме того, водород, раствор  сь в стали, снижает его пластические свойства за счет развити  водородной хрупкости.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ азотировани , включающий нагрев и выдержку деталей в азотирующей атмосфере, в котором с целью

дополнительного насыщени  углеродом обезуглероженной в процессе азотировани  поверхности в конце процесса азотировани  подают нитроцементующий газ 2.

Недостатком этого способа  вл етс  необходимость производить дополнительную обработку дл  обезводороживани  издели  в результате насыщени 

10 его водородом в процессе азотировани . Кроме того, этим способом не удаетс  восстановить исходную концентрацию углерода в обезуглероженной поверхности за счет подачи в конце процес15 са азотировани  нитроцементующей атмосферы , так как насьпцение стали углеродом при прин тых температурах азотировани  500-бОО С протекает с очень медленной скоростью из-за низ20 кого коэффициента диффузии углерода в апфа-железе.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационного ресурса азотируемых деталей за счет предотвра25 щени  обезуглероживани  и охрупчивани  азотируемых поверхностей.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу азотировани , включающему нагрев и вьвдержку дета30 лей в азотирующей атмосфере, перед нагревом на деталь нанос т противо- водородное защитное покрытие толщиной 3-30 мкм. В качестве покрыти  используют сажу, хром, медь или алюминий . Покрыти  толщиной менее 3 мкм, , как показывак1Т эксперименты, не защищают азотируемую поверхность, а покрыти  толщиной более 30 мкм про вл ют склонность к отслаиванию при нагреве издели  до температуры азотировани  . Действие этих покрытий по предот вращению контактировани  азотируемой поверхности с водородом атмосферы различно, но все они выполн ют роль газового фк.ьтра. Покрыти  из хрома, меди и алюмини  пропускают атомы азота, которые диффундируют в азотируемую поверхность, но задерживают атомы (молекулы) водорода. Покрыти  из высокодисперсной сажи св зывают атомы водорода и в пассивные соедине ни  по реакции С + 4Н СН4. Сажу на деталь можно наносить путем копчени  ее, например, над ацетиленовым пламенем: алюминий - способом вакуумного распылени , медь и хром стандартными способами гальванически Пример. Азотируют черв чные фрезы модель 4 из стали Р6М5. После стандартной термообработки и обезжиривани  в четыреххлористом углероде фрезы раздел ют на 5 партий по 5 шту в каждой: I парти  - фрезы азотируют в шахтной печи 8.12/6 в атмосфере 30% аммиака и 70% азота при в течение 1 ч с подачей в конце процес са природного газа в течение 0,5 ч; II парти  - после обезжиривани  на фрезы нанос т углеродное (сажистое) покрытие способом копчени  над ацети леновым пламенем толщиной 10-20 мкм

Таблица Азотируют в печи 8.12/6 в атмосфере 30% с1ммиака и 70% азота при 520 ±. в течение 1ч. III парти  - после обезжиривани  на фрезы нанос т хромовое покрытие толщиной 10-15 мкм способом гальванотехники: хромовый ангидрид- 230-260 г/л, серна  кислота 2,3-2,6 г/л при 53-55С катодной плотности тока 40-45 А/дм . Азотируют как II партию, IV парти  - после обезжиривани  на фрезы нанос т алюминиевое покрытие способом распылени  алюмини  в вакууме 310 мм рт.ст. Толщина покрыти  5-8 мкм. Азотируют как II партию; V парти  - после обезжиривани  на фрезы нанос т покрытие меди способом гальванотехники; натрий цирофосфорнокислый 120-140 г/л, натрий фосфорнокислый 78-82 г/л, медный купорос 30 г/л величина Н8,2. Температура 20-25с. Толщина покрыти  15-25 мкм. Азотируют как 11 партию. Оптимальную толщину покрыти  определ ют экспериментально, данные приведены в табл. 1. Следовательно, оптимальна  толщина покрытий находитс  в интервале 3-30 мкм. Фрезы испытывают ,при нарезании зубьев шестерен на заготовках из стали 18ХГТ. Результаты испытаний сведены в табл. 2. Из таблицы видно, что эксплуатационный ресурс фрез, азотированных по известному способу, ниже в среднем на 30%. При годовом расходе черв чных фрез на предпри тии на сумму 800 тыс.руб., экономический эффект от использовани  предлагаемого способа составит 240000 тыс. руб.

Обезуглероживание поверхности при азотировании Обезуглероживание поверхностного Отслаивание сло  при азотировании нет покрытий в процессе и после азотировани 

0,87

Claims (5)

1. Известный Формула изобретени  1.Способ азотировани , включающи нагрев и вьвдержку деталей в азотирующей атмосфере, о. т л и ч а ю щ и йс   тем, что, с целью повышени  эксплуатационного ресурса азотируемых деталей, перед нагревом на деталь нанос т противоводородное защитное покрытие толщиной 3-30 мкм.
2. 2.Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что Е качестве пок{%1ти  примен ют сажу.
3. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что в качестве покрыти  примен ют хром.

   Тарлица2

   660

   100
4. 4.Способ по п, 1, отличающийс  тем, что в качестве покрыти  примен ют медь,
5. 5.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что в качестве покрыти  примен ют алюминий. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Шретер В., Лахтин Ю.М. и др. . Принципы классификации, контрол  и применени  процессов азотировани . МиТОМ, 1979, 10, с. 19. 2.Авторское свидетельство СССР 475427, кл. С 23 С 11/16, 1974