Способ обработки стальных изделий

О П И С А Н И Е 69456 ОИЗОБРЕТЕН ИЯ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик(51) 1.Кл.е С 23 С 11/18С 1 0 1/78 лено 06.06,77 (21) 249 76,22(22 кп ,о -соедине мз сударственный комитет 23) Приорите тспь Ы 40.10.7 тт, Вюл 43) Опубликовано 345) Дата опублико лам изооретениии открытий 53) УДК 621.785 533(088,8) нпя описания 30.10./9 72) Авторыизобретения Х, С. АбжалилЮ. М, Рагозин, В равлев, А. С. Мокров,ковский и Ю, К. Катков рест но-производственного объединенно-технологического институтадорожного машиностроенич СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИИ особ химико-термической обчающийся в нитроцемента С в атмосфере, содержамиака и 82 - 90% азота с одмешиванием нотроцемена. На заключительной стаемпературу поднимают до осле выдерноки в течение лнвают в масле, воде или Известен спработки, заклюции при 650 вщей 2 - 18% ампоследующим птирующего газдни процесса т720 - 900 С и п5 - 90 лтин закана воздухе 31.(71) Заявитель Ивановский филиал На Всесоюзного прое строительного иИзобретение относится к области обработки изделий, включающей диффуэионноенасыщение поверхностей с последующейтермической обработкой, что позволяет получить необходимый комплекс физико-механических свойств.Известен способ обработки стальныхизделий, включающий нитроцементациюпри температуре 860 С и последующую закалку током высокой частоты при температуре 850 С, позволяющий получить высокую износостойкость и прочность изделий(твердость 1000 в 11 Н"у) на глубине до1,5 мм 111.Недостатком такого способа являетсяполучение диффузионного слоя, не содер.жащего кар бонипридной зоны (Е-фазы),влияющей на прирабатываемость и износо.стойкость трущихся поверхностей дета.лей, отсутствие задиростойкости, предотвращающей схватывание изделий в условиях высоких контактных нагрузок и трениябез смазки,Известен способ химико-термической обработки, в котором иэделие нитроцементи.руется в течение 1 - 3 ч при температуре700 - 760 С в высокоактивных смесях, в частности в смеси продуктов пиролиза триэтаноламина (40 - 90% ) и аммиака (60 -10%). Затем в той же атмосфере детали охлаждают до температуры 600 - 650 С в течение 1 - 3 ч с последующим охлаждением в воде, масле или на воздухе. Полученный диффузионный слой состоит из карбонитридной зоны толщиной 20 мкм с твердостью 400 - 600 кг/лтм 2, расположенной за ней мартенситной зоны толщиной 0,10 - 0,15 лм с твердостью 800 - 1000 кгlмлР и диффузионного подслоя с тростосорбитной структурой 21.Недостатком такого способа является малая глубина диффузионного слоя, до 0,35 л 1 м, низкая прочность которого на изделиях, работающих при переменных ловы- шенных динамических нагрузках, приводит к деформации насыщенного слоя и быстрому механическому износу изделия. В нась 1. щенном слое после термообработки формируется структура остаточного ауВстенита.694560 Формула изобретения Составитель Р. 1 и.кавв Тсхрсд г 1. 1 ачышниковз. 1(оррсктор И. Скина 3 акав %558 Изд. Ло 5 Р 8 Тра 5 к 1139 11 олвсвое1:) 110 ск Госурствеого кэ.;тета СС о 5 ела." гвоврстсво,)вс и 113035 Москва, Ж, Рарка пав. л 4,зТси Хрвк. сил.1 с (11,", с;: В таком способе Обработки также ф 01)мИруется остаточный аустзнит, смягчающий подслой карбонитридной зоны (Е-фазы). Наличие на поверхности изИосостокого, за простойкого карбонитридного слоя(на основе Е-нитрида) предотвращает охватывание изделий в условиях контактныхИатрузок и трения без смазки. Нагрев подзакапау на заключительной стадии процесса и выдержка в нагретом состоявии составляют доста гочно продол)ките.И.ноевремя, в результате чего происходит рассасывааие карбонитрида, нарушается егосплошность, а при чрезмерно высокой температуре нагрева и продолжительной выдержке наблюдается полное иочезьОвеникарбонитрида из структуры нитроцементованнопо слоя.Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости изделий.Поставленная цель достигается тем, чтоизделие после нитроцементации,в высокоактивных смесях при температуре 650 --720 С подвергаОт нагреву токами высокойчастоты до 1050 - 1150 С с последующейзакалкОй.Минимальное значение температурынитроцементации 650 С выбрано с цельополучения наибольшей глубины карбонитрилной зоны и формирования развитой азотистой 1 фазы, Температура нитроцементации не должна превышать 720 С для предотвращения фазовых превращений в серд.цевине изделИя,Наиболее важной отличительной особенностьо напрева ни)роцементировакныхдеталей токами высокоЙ частоты являетсято, что из-за низких мапнитных свойствкарбонитрида максимальное значение температуры,наблОдается не на самой поверх.ности, а в зоне у-фазы. Это обстоятельствов сочетании с бысрой скоростью нагреваспособствует сохранению карбонитриднойзоны без заметных изменений ее свойств истроения,П р и,м ер, Пластину из стали 20 пре.варительно подвергаОт,низксте)Иературной нитроцементации при температуре700 С в газовой среде, состоящей пз про.дуктов разложения аммиака (20 - 50,с) итрИэтаноламина (80 - 50%) в течение 6-. последующим охла)кдением в воде. Затемосу 1 цествля 1 от нагрев токами высокой час.тоты непрерывно-последовательным способом в спрейерном индукторе. Прп это)карбонитридная зорна нагревается до 700 -750 С, а у-фаза до 1050 в -1150 С. Различная температура нагрева нитроцементованного слоя объясняется различными зна.чениями магнитных сзойств карбонитрид ной и вмартснситно-аустанитпой зон.Постоянство температуры нагрева подзакалку обеспечивается стабилизацией напряжения на иИдукторе и определяется фО- тоэлектрическим ппрометром ФЭП. Вре 1 О мя нагрева от температуры 700 - 750 Скарбонитридной зоны Е-фазы и подслоя уфазы до температуры 1050 - 1150 С - 15 с, выдержка 5 с, общее время на пластину - 60 с, После выдержки пластину закалива ют в ваде. В результате обработки на поверхности изделия сохраняется карбо.нитридный слой глубиной 20 км, под которым расположена область азотисто-углеродного мартенсита глубиной 0,6 мм с 20 твердостью 1200 - 1300 НГ Под мартенситной областью набл 1 сдается переходная зо,на глубиной 0,4 мм с твердостью 700 - 800 НК Общая глубина эффективного упрочненного слоя составляет 1 м.Предлагаемый способ позволяет получить на поверхности пластин карбонитридный слой, ответотвенн 1.Й за прирабатываемость и задиростойкость, и мартенситный подслой, повышающий износостойкость в 30 условиях сухого трения и повышенных динамиеских нагрузках, Износостойкость пластин пресс-форм при испытании повышается в 3,8 раза по сравнению с износостойкостью, полученной при обработке известным,способом упрочпения. Способ обраоотки стальных изделий, 4 вклОчающий нпгроцементацпО при 650 -720 С, нагрев под закалку и закалку, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цель:о повышения эксплуатационной стойкости изделии, нагрев под закалку осуществляется 45 токами вяс:Ио частоты до 1050 1100 С. Источи 11 инфо).эцпи, при 15 тые ВОз;тпма;Гие при экспертизе: т50 1. Овос в прОпзводстве г 1)узозых автомОО.Й. Сбо)н 11 к,1., .ь 1 ашииостроеиис. 1971, с, 219 226.2 д вО)01:Ос сви От; 3 Ство СС( РЛз 87961, .;, С 23 С О,16, 19 2.55 3. Авто) кое св:хетельство СССРЛъ 4993 1. к. С 23 С 11,18, .9 4.