Способ низкотемпературного азотирования сталей

ООВВТОКИйййййаа ЮУВЛИН пв .16119 3)23 С 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРПРИ ГКНТ СССР м ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ азотирован лазером осотношении к полной пНеполно е, обраществля тку поверхност частично при ой понерхностиработа щади 0 эаполн 3 0,6.ние поверхност го АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1509420, кл. С 23 С 8/26, 28.09.88,(54) СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО АЗОТИРОВАНИЯ СТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к упрочнению металлов комбинированным способомс использованием лазера для получения на иэделии диффузионного покрытия из обмазки и последующего азотирования и может быть использовано при Изобретение относится к металлургии, а именно к упрочнению металлов комбинированным способом с использованием лазера для получения на изделии диффузионного покрытия из обмазки и последующего азотирования, и может быть использовано при изготовлении прецизионных деталей, работающих в условиях знакопеременныхнагрузок.Целью изобретения является повышение трещиностойкости деталей за счет более гл; бокого проникновения азота в свободных от легиронания участках,В основе низкотемпературного аэотирования, включающем нанесение нитридообразующих элементов в ниде обмазки на поверхность стали, обработку лазерным лучом и последующее йз го товлении прецизионных де талей,работающих в условиях знакопеременных нагрузок. Целью изобретения является повышение трещиностойкости деталей эа счет более глубокого проникновения азота в свободных от ле"гирования участках. В способе, включающем нанесение нитридообразующихэлементов в виде обманки на поверхность стали, обработку лазерным лучом и последующее азотирование, обработку поверхности лазером осуществляют частично при отношении обработанной поверхности к полной площади, равном 0,3-0,6, Применение способа позволяет в 1,5-1, 7 раза повысить трещиностойкость деталей. 1 табл. легированными зонами обусловленотем, что н участках, свободных отлегиронания, наблюдается более глубокое проникновение азота, создающенапряжения сжатия на границе зоны ле. -гирования и матрицы,Если легированны эоны нанесены сперекрытием, т.е. отношение обработанной поверхности к полной площадиравно 1, комбинированная технологияне дает повышения трещиностойкости,так как диффузия азота в таком слоезамедляется н несколько раз, что способствует образованию и легированномслое высокоазотистых фаэ с сущест3 16119831венными объемными изменениями и образованию значительных остаточныхнапряжений сжатия, приводящих к хрупкому .излому. Кроме того, на нижнемучастке гранины эоны легирования иматрицы при лазерной обработке с перекрытием, азотистые фазы практически отсутствуют, что также отрицательно сказывается на характеристиках со" 1 0противления усталостному разрушению.Если легированные эонц нанесеныслишком редко - так, что отношениеобработанной поверхности к полйойплощади меньше 0,3, то такой способобработки дает незначительное повышение трещиностойкости, так как "препятствий" в виде упрочненных зон,тормозящих рост магистральной трещины, становится меньше. 2Способ осуществляется следующимобразом.На поверхность металла наноситсяобмазка, содержащая легирующий элемент, толщиной 100-300 мкм,в качестве связующего использовали клейБФ, Затем на поверхность воздействуют лучом лазера непрерывного действия с плотностью мощности с = 1,210 Вт/см. Причем отношение площади, обработанной лазерным лучом,нк полной площади поверхности деталиизменяется в пределах 0,3-0,6. После Фэтого снимают остатки обмазки и обез"жиривают поверхность в ацетоне, затем загружаю в. контейнер для аэотирования. Нагрев ведут до 570 С ватмосфере аммиака, выдерживают приэтой температуре в течение 3-5 ч,затем охлаждают с печью.Способ опробован на образцах изстали 20, легирование осуществляли нэобмаэки, содержащей ванадий.П р и и е р. Обработку образцовиэ стали 20 по известному способупроводят следующим образом. На поверхность обраэцов наносят обмаэку,содержащую ванадий, толщиной 200 мкм,плотность мощности лазерного излучения в процессе легирования составляет и 1,2"10 ф Вт/см, коэффициент заполнения легированными зонами К равен 1, т,е. легированные зоны наносят с перекрытием. Азотирование проводят в атмосфере аммиака при 5704 С в течение 3,5 ч.,Результатыиспытаний образцов, обработанных по данной технологии, приведены в таблице.Пример 06 ОБ К ЮФШ 3 890 ьй14000 14500 15200 О, 0 образом, из таблицы видно,коэффициенте заполнения К ,6 наблюдается повышение трейкостн в 1,5-1,7 раза по срав нию с известной технологией.о р м у л а н э о б р е т е н и я Таким что при = 0,3-0 щиносто е С по со б низ ко температурно го азо тирования сталей, включаюЩий нанесение нитрндообраэующих элементов ввиде обмаэки на поверхность стали,обработку лазерным лучом и последующее аэотирование, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения трещиностойкости деталей за счетболее глубокого проникновения азота всвободных от легирования участках,45 обработку поверхности лазером осуществляют частично при отношении обработанной поверхности к полной площади 0,3-0,6,Составитель Н,Рыжоведактор Н,Рогулич Техред М,Дидык Корректор Т.Малец Подписно Тираж 818ударственного комитета по113035, Москва, ЖЗаказ 3815ВНИИПИ Гос эобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., д. 4/5 иэводственно-иэдательский комбинат "Патент",.г.ужгород, ул. Гагарина,10