Способ химико-термической обработки

69 ьъфкй, ЬЬЛ 0 АНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 499344 Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное вт. с 51) Ч 21) 2028120/2 2) Заявлено 23.05,7 с присоединением заявки дарствекиы комите(088.8) 76. Бюллетень2 по делам изобретени и открытийата опубликования описания 24.05.76, М. Дахтин, Г Н. Неустроев, Я. Д. Коган, Б, Г. Гольдштей Ю. Н. Крымский и В. М, Ботов Московский авт омобильно-дорожный институт1) Заявитель П ОСОБ ХИМИ КО-ТЕРМИ т 1 ЕС КОЙ ОБРАБОТ зуется й нитей зарабочую температ че 650 - 690 С и с 2 - 18% аммиака,уру проостав га - 98% Изобретение относится к области химико- термической обработки металлов, а именно, к процессу нитроцементации.Известен способ химико-термической обработки стальных изделий, заключающийся в азотировании их в смеси аммиака и азота с последующей нитроцементацией и закалкой с температурой насыщения.Такой метод химико-термической обработки обеспечивает получение упрочненного слоя глубиной 0,2 - 0,3 мм, состоящего из поверхностного износостойкого карбонитридного слоя толщиной 5 - 15 мкм, мартенситного подслоя глубиной 0,08 - 0,12 мм с незначительным количеством остаточного аустенита при общей глубине поверхностного слоя, легированного углеродом до 1 - 1,5 мм.Наличие на поверхности износостойкого карбонитридного слоя и мартенситного подслоя с твердостью 800 - 900 Нч оказывает благоприятное влияние на износостойкость нитроцементованных изделий, работающих в условиях трения без смазки и при ограниченной смазке. Однако при таком технологическом процессе происходит разупрочнение сердцевины. Например, у стали 40 Х твердость сердцевины снижается с 28 - 30 НКс (в нормализованном состоянии) до 20 - 22 НКс после комбинированной нитроцементации.Для изделий, которые должны иметь повыщенную прочность сердцевины, испольизвестный процесс высокотемпературнороцементации при 850 С с последующкалкой и низким отпуском.5 Но в этом случае на поверхности отсутствует задиростойкий, износостойкий карбонитридный слой (на основе е-нитрида), предотвращающий схватывание изделий в условияхвысоких контактных нагрузок и трения, без0 смазки.С целью повышения прочности и износостойкости обрабатываемых изделий нагревпод закалку после нитроцементации проводят при 720 - 900 С в углеродосодержащей5 среде с добавлением в нее 1 - 10% аммиакаили азота, Это обеспечивает повышение прочности и износостойкости обрабатываемых изделий,Предлагаемый способ осуществляется сле 0 дующим образом.Детали, подготовленные для нитроцементации, загружают в контейнер, герметизируют,продувают газовой смесью азота с аммиакомв течение времени, необходимого для замены5 воздушной атмосферы азотной. После этогоконтейнер устанавливают в печь, нагретую до650 - 700 С.Устанавливаютцесса - в интерва.0 зовой атмосферы499344 Формула изобретения Составитель В. Хацеркова Техред Т. КурилкоРедактор Н, Аристова Корректор И. Позняковская Заказ 1375,8 Изд, Уз 1008 Тираж 1077 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раугпская наб., д. 475Типография, пр. Сапунова, 2 азота. После проведения первой стадии насыщения - аустенизирующий к насыщающим газам подмешивают нитроцементирующий газ и осуществляют совместное насыщение стали азотом и углеродом, На заключительной ста дии процесса температуру печи поднимают до 720 - 900 С или контейнер помещают в закалочную печь и после выдержки в теченис 5 - 90 мин в зависимости от температуры процесса и габаритов изделий, закаливают в масле, 10 в воде или в водовоздушной смеси.Особое значение имеет состав защитной атмосферы при нагреве нитроцементова иной стали под закалку. Нагрев под закалку в обедненной азотом атмосфере (например, в 15 продуктах разложения триэтаноламина или в смеси эндогаза и аммиака (1 - 10%) вызыва;т некоторое деазотирование поверхности стали. Процесс деазотирования протекает главным образом за счет твердого раствора и 20 лишь при длительной выдержке возможно рассасывание карбонитридной зоны, нарушение ее сплошности и полное исчезновение из структуры нитроцементовапцого слоя. Объединение твердого раствора азотом является 25 одним из существенных элементов способа. Уменьшение концентрации азота в твердом растворе на значительной стадии процесса приводит к снижению количества остаточного устенита в структуре закаленного слоя. 30Результаты исследований показали, что у стали 40 Х после предварительной комбинироганной нитроцементации с последующим нагревом под закалку до 840 С в продуктах разложения триэтаноламина СО - 28,05 /о, СН 4 - 35 12,3/о; СН, - 0,85%; СО 2 - 0,25 о/о; Н 2 - 46,3 о/о, Х 2 - 10,0 /о, 02 - 1,05/о и выдеРжкой при данной температуре в течение 30 мин сохраняется на поверхности карбонитридный слой глубиной до 15 мм, под которым находится область азотисто-углеродного мартенсита 0,2 - 0,7 мм с твердостью 700 - 900 Нм. Твердость сердцевины повышается с 20 - 22 НКс до 50 - 55 НКсИспытания на износ показали улучшенные антифрикционные свойства нитроцементованных образцов по сравнению с известной обработкой.Так, например, диаметр вытертой лунки после химико-термической обработки по известному способу при нагрузке Р= 10 кгс составляет 0,35 мм, а по предлагаемому способу - 0,20 мм; при нагрузке Р=ЗО кгс соответственно 0,45 и 0,35 мм. При нагрузке Р =70 кгс по предлагаемому способу диаметр лунки составляет 2,0 мм, а по известному способу при этой нагрузке происходит задир. Способ химико-термической обработки стальных изделий, включающий азотирование их в смеси аммиака и интертного газа, нитроцементацию при 650 - 690 С с последующей закалкой, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости обрабатываемых изделий, нагрев под закалку проводят при 720 - 900 С в углеродосодержащей среде с добавлением в нее 1 - 10% аммиака или азота.