Способ азотирования стали и сплавов

Союз Соеетекмх Сюциапистицеекик Республик)М. Кл С 23 УДК 621 785532 (088,8) та опубликования описания 28,05,79 72) Авторы изобрет(71) Заявитель 54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ С СПЛАВ Цель изобретмиака и улучшслоя. ам- сокращение расхо качества азотированн Изобретение относится к химико-термическойобработке металлов, в частности к способамазотирования для упрочнения изделий.В современном машиностроении широко используют процесс азотирования деталей машиндля повышения износостойкости и усталостнойпрочности. Для исключения образования хрупкой -фазы осуществляют разбавление аммиакааргоном, азотом, водородом,Известный способ газового азотированияпозволяет повысить качество азотированного 1 Ослоя путем рециркуляции газовой среды.Недостатком таких способов является техническая сложность определения состава атмосферы, а тем самым и получение требуемой структуры поверхностного слоя.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ азотирования стальных изделий в предварительно вакуумированной ка. мере с циклической подачей аммиака в каме. ру при изменении давления 1 10- 2 атм, фНедостатками этого способа являются повышенный расход аммиака и образование на поверхности хрупкой -фазы. Для этого предлагается способ азотированиястали и сплавов, включающий нагрев в средеаммиака при давлении 0,1 - 1,2 атм в предвари.тельно вакуумированной камере, при этом про.цесс осуществляют в одной порции аммиака втечение времени, при котором давление в камере возрастает на 0,1 - 0,5 атм, а при длительное.ти процесса более 10 мин осуществляют рецир. куляцию порции аммиака.Способ осуществляют следующим образом,Изделие нагревают в вакууме 1 1010мм рт,ст. до температуры азотированияв интервале 500 - 650 С, Затем в печь вводятпоршпо аммиака до достижения давления 0,10,7 атм выдерживают при заданной температуре при повышении давления на 0,1 - 0,5 атм, в результате чего давление в камере составляет 0,1 - 1,2 атм. Изделие охлаждают в диссоцииро. ванном аммиаке при вакуумировании до 510- 1 10мм рт,ст. с последующей вы. груэкой из печи.663757 С"- где Ут - степень ди время т;1 с - константа ссо миака через сти диссо Составитель Р, КлыковаТехред М.Петко Синицка Редектор Л, Пешкове Подлисное оказ 2928(23 Тираж 112ЦНИИПИ Госуда енного коми по дедам из113035, Москва,етений и откр35 Раушская 45 ейннливл НПП веПетентнв, г., Ужгород, ул, Проектна При таком ведении процесса прирост .дав ления порции аммиака в замкнутой системе характеризует степень диссоциации аммиака, что позволяет определить фазовый состав по. верхности. Степень диссоциацни аммиака в системе ивремя достижения заданной по процессу степенидиссоциации определяют из зависимостейрььд 1-ддр /р; миака;Ро - исходное давление в системе;ЬРт - прирост давления за время т.По экспериментальным данным величинак зависит от температуры процесса и конструкции печи. Она определяется по росту давленияво времени. При 500 С она составляла 0,03 ч ,а при 650 С - 2,1 ч .В соответствии с этими данными и известными значениями степени диссоциации аммиакаисключающими образование -фазы на поверхности; пределы прироста давления ограниченыЗначениями 0,1 - 0,5 атм,П р и м е р. Штамповый инструмент из ста.ли 4 Х 5 В 2 ФС после вакуумной закалки и от.пуска нагревают до 560 - 580 С при давлении5 10мм рт.ст., затем в печь вводят аммиак до давления 0,5 атм и выдерживают до ростадавления на 0,35 атм, т.е, до 0,85 атм, что про.исходит в течение 6 ч, После этого нагрев вы.ключают, печь вакуумируют до 110 ммрт.ст.и детали выгружают иэ печи,В результате обработки получен равномерныйазотированный слой толщиной 0,12 мм с мик.ротвердостью Н, о=1000 - 1100 кг/смт. По данным ренттеноструктурного анализа на поверх ности не обнаружена хрупкая .фаза.Способ опробован также на иэделиях иэ сталей ЗХ 2 В 8, 4 Х 8 В 2, РбМ 5 и дал положительныерезультатььТаким образом, предлагаемый способ аэоти- И рования позволяет регулировать азотный подтенциал атмосферы и исключить образование наповерхности хрупкой .фазы. Фор у зобретенияф/1. Способ азотирования стали и сплавов,вклюемопий нагрев в вреде аммиака при давленин 0,1-1,2 атм в предварительно вакуумиро.ванной камере, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью сокрашения расхода аммиакаи улучшения качества аэотированного слоя,процесс осуществляют в одной порции аммиакав течение времени, при котором давление вкамере возрастает на 0,1 - 0,5 атм,2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что при азотировании более 10 мин осуществляют рециркуляцию порции аммиака.