Способ поверхностной обработки углеродистой стали

ове х ост оди ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) Изобретение относится к материаловедению, в частности к химико-термическойобработке сплавов, а именно к диффузион ному насыщению металлической поверхности в твердом состоянии элементами,повышающими эксплуатационные свойстваматериала.Целью изобретения является повышение задиростойкости и улучшение прирэбатываемости за счет получения слоистойструктуры на поверхности стали,Общим признаком предлагаемого способа поверхностной обработки углеродистой стали и прототипа является наличие вих составе воды и карбидами. Новым посравнению с прототипом является особенности формирования и строения слоя, получаемого за счет взаимодействия споверхностью перегретого пара 10 - 30водного раствора карбэмида как насыщающей среды.Предлагаемый способ поверхностнойобработки углеродистых сталей с использованием перегретого пара как насыщающей(54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ(57) Способ поверхностной обработки углеродистой стали, Сущность изобретения: углеродистую сталь обрабатывают путем нагрева до 580-620 С в насыщающем составе, представляющем собой перегретый пар 10 - 30-ного водного раствора карбэмида.1 табл,среды, содержащей компоненты в указанном соотношении, позволяет:- получить слоистую структуру и Р- ностного слоя;- на этой основе повысить эадиростойк ь и улучшить прирабатываемость углер стых сталей.Поверхностный слой, получаемый после СО обработки в атмосфере перегретого пара (,Д водного раствора карбамида при темпера- , туре 600 + 20 С и времени выдержки 1 час, ф содержит соединения кислорода, углерода и азота с железом. Эти соединения, образующиеся в результате окислительно-восстановительных реакций, происходящих на поверхности металла, образуют слоистую структуру. Такая микроструктура поверхно- Д стного слоя оказывает существенное влияние на задиростойкость.Важной особенностью предлагаемого способа поверхностной обработки является то, что пластинчатый перлит матрицы в объеме новой фазы приобретает мозаичное строение. Что положительно сказывается наСоставнасыщающей среды Структура поверхностногослоя Водный раствор карбамида 200-1500 г/л воды итриэтаноламин Перлит мозаичный, l на поверхности Перегрерый Предлагаемый пар воды Карбамид слоистая труктура из окислов и нитридов железаулучшении при рабаты ваемости углеродистых сталей.Предлагаемый способ поверхностной обработки может быть осуществлен следующим образом, шахтную печь нагревают до температуры 500-550 С, затем в нее загружают детали и нагревают их до рабочей температуры 50-.6 ДЮОС, Время выдержки составляет 1 ч,; Заем.обработку прекращают, отключают подачу, насыщающей среды, и производят охлаждение деталей вместе с печью до 550 С, после чего охлаждают на спокойном воздухе,Насыщающая среда может быть получена следующим образом: расчетное количество карбамида (10-30) растворяется в нужном количестве воды, Полученный раствор заливают в емкость, в которой происходит его нагревание до образования перегретого пара водного раствора карбамида.При увеличении количества воды свыше 90 ф , поверхностный слой в основном состоит из окислов железа, что не обеспечивает образования слоистой структуры. Такой поверхностный слой, обладая достаточной задиростойкостью, плохо прирабатывается,При содержании воды меньше 70, карбамид плохо растворяется, и это не приводит к достижению поставленной цели. Оптимальные значения состава насыщающей среды для поверхностной обработкиуглеродистых сталей обеспечивают формирование в поверхностном слое слоистойструктуры и мозаичного перлита. Такой поверхностный слой по структуре существенно отличается от получаемого по прототипу(табл,).В предлагаемом изобретении поверхностный слой состоит из различных фаэ, ко 10 торце формируются послойно. В матрицунасыщающие элементы диффундируют последовательно. На начальной стадии идетокисление перлита, в результате чего онполучает мозаичное строение. Первый слой,15 в основном, состоит иэ окислов железа, легированных другими элементами. Послформирования первого подслоя идет образование следующего, который в основномсосало из оси нитритов.20 Формула изобретенияСпособ поверхностной обработки углеродистой стали, включающий обработку внасыщающем составе, содержащем карбамидиводу,отличающийся тем,что,с25 целью повышения задиростойкости и улучшения прирабатываемости за счет получения слоистой структуры, обработкупроводят при температуре 580 - 620 С, а вкачестве насыщающего состава используют30 перегретый пар 10-30-ного водного раствора карбамида,