Способ химико-термической обработки стальных изделий

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик дц 985145(5 )М. Кл. С 23 С 11/16 9 кударетеенный квинтет СССР ао делаи изобретений н открытей(72) Авторы изобретения В.Н. Латышев, В.А. Годлевский, Ю.К. Котк дарственный университетекстильный институтным спосоостойкостью остаточно выиях повышенер при ракой твер- очненным повышение имых изделийыщения. Цель изоб стойкости обр сификация прПоставлены непосредстве проводят про 800-880 С. карбонитриро етения - абатывае нтенцесса наая цел р ч ани остиг ется тем то сульфоцианиров ем нитрирования при ысокотемцературного т 1-4 ч, после чего но перед есс карб Процесс ания вед Изобретение относится к металлургии,в частности к химико-термической обработке стальных деталей машин в эндотермической газовой атмосфере, содержащейаммиак, продукты пиролиза триэтанолами 5на, пары или химические соединения серы.Известен способ сульфоцианирования вжидкостных ваннах, согласно которому ведут обработку деталей в расплавах солей,содержащих углерод, азот, серу, при600-800 С в течение нескольких часов.оВ результате поверхностный слой насыщается серой, азотом и углеродом, деталиприобретают высокую задиростойкость ихорошую прирабатываемость 1,Однако этот способ жидкостного сульфоцианирования не получил широкого раснространения в промышленности из-за повышенной опасности для обслуживающегоперсонала и дороговизны. 2Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому эффекту является способ газового сульфоазотирования, согласно которому обработкуЪ деталей ведут при 420-700 С и давлении 10- 750 торр в атмосфере, содержащей соединения азота серы и углерода (2 .В результате обработки на поверхности образуется сульфидированная зона пониженной твердости, под которой располагаются слои высокой твердости, насыщенные углеродом и азотом.Детали, обработанные известбом, обладают хорошей задири прирабатываемостью, но недсокой износостойкостью в услов ных контактных нагрузок, напримботе зубчатых передач, из-за низдости структуры, лежащей под упрслоем.филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 3 98514 следует охлаждение с печью до 680-720 оС в активной по азоту и углероду атмосфере,После охлаждения рабочего объема печи до 680-720 С в камеру подают серу в элементарном виде или в виде химических сое- . динений и ведут процесс газового сульфоцианирования втечение 2-6 ч. После этого детали закаляют в воде, масле или на воздухе.Продолжительность и температура вы сокотемпературного карбонитрирования и сульфоцианирования определяются величинами требуемых глубин упрочненных слоев.В результате обработки на поверхнос ти образцов из армко-железа формируется сульфокарбонитридная зона, обеспечивающая хорошую прирабатываемость и высокую задиростойкость. Под сульфокарбонитридной зоной располагаются азотированные 20 слои с троосто-мартенситной структурой, имеющие высокую .твердость и обеспечивающие высокую износостойкость.В отличие от обработки известным способом введение .непосредственно перед сульфоцианирование м высокотемпературного карбонитрирования позволяет под троосто-Чартенситной зоной сформировать зону азотистого перлита, способную воспринимать контактные нагрузки и обеспечивающую высокую контактную прочность.П р и м е р, Проводят обработку образцов из армко-железа и Ст 45 по следующему режиму:о1, Карбонитрирование при 830 С в те-э чение 2 ч в среде, содержащей продукты пиролиза триэтаноламина, непосредственно перед сульфоцианированием; подача триэтаноламина составляет 60 мл/ч.2. Охлаждение с печью от 830 до 40700 С в активной по азоту и углероду атмосфере, подача триэтаноламина 25 мл/ч, аммиака 1,5 л/мин.Д3. Газовое сульфоцианирование при 700 С и течение 3 ч, подача триэтаноламина 25 мл/ч, аммиака 1 л/мин, элементарной серы 2 г/ч.Закалку проводят в масле от 700 С.о Элементарную серу подают в виде суспензии в триэтаноламине. Расход триэтанола мина контролируют с помощью капельницы, расход аммиака - с помощью расходомера.Проводят также обработку образцов и известным способом: сульфоцианирование гпэи 700 С в течение 6 ч, подача зриэта-о ВНИИПИ Заказ 10093/37 5 4йоламина 25 мл/ч, аммиака 1 л/мин, серы 15 г/ч, закалка в масле. Образцы изСт. 45 после обработки подвергают испытаниям на задиростойкость и износостойкость. Испытания проводят на машине трения СМЦпо схеме "диск-диск" прискорости сколыкения 0,8 м/с. Контролемслужит диск из закаленной Ст, 45, смазкой - касторовое масло. Износ оцениваютпо ширине канавки, выработанной контролем в испытываемом образце, при нагрузке 60 кгс. Нагрузку задира определяютпо резкому увеличению момента трения,ре гистрируемого самопишущим потенциометром.Результаты испытаний на задиростой, кость и износостойкость показали, чтопри обработке предлагаемым способом задир наступает при нагрузке 150 кгс, интенсивность изнашивания составляет210 мкм/км, а износ за период приработки 35 мкм. При обработке известнымспособом задир наступает при нагрузке140 кгс, интенсивность изнашивания составляет 29,1 мкм/км а износ за периодприработки ( первые 6 мин испытаний) 65 мкм.В результате обработки известнымспособом на армко железе получен упрочненный слой толщиной 0,25 мм, а предлагаемым 0,45 мм.Применение предлагаемого способа позволяет по сравнению с известными повысить износостойкость стальных деталеймашин путем более благоприятного распределения физических и химических свойствслоя по глубине в 1,3-2 раза; уменьшить изнашивание во время приработки иускорить приработку трущихся деталей,а также повысить интенсивность процесса или увеличить глубину упрочненногослоя в два раза.Фор мула изобретенияСпособ химико-термической обработкистальных изделий, включающий газовоесульфоцианирование при 680-720 С споследующей закалкой, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышенияизносостойкости обрабатываемых изделийи интенсификации процесса насыщения, перед сульфоцианированием проводят карбонитрирование при 800-880 С в течение 1-4 ч.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Минкевич А.Н. Химико-термическаяобработка стали. М Машгиз, 1950, с.405.2. Патент ПНР М 100621,кл. С 23 С 11/16, 1979. Тираж 1053 Подписное