Способ цементации стали

(54) (57) СПОСО преимущественн быстрорежущей, ное насыщение вания выше Ас о тли чаю с целью повыше и качествади получения тонн структуры с ра нием карбидной ние осуществляРатур 1100-120 эндогаза и мет изменении соде 0,5-5. аЗа од итал1СССР78.СССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Украинский научно-исследтельский институт специальныхлей, сплавов и ферросплавов ипоровский инструментальный заим. Войкова(56) 1. Геллер Ю.А, Инструменые .стали. М Металлургия1975, с. 509-510.2Авторское свидетельствоУ 711157 кл. С 22 С 38/60, 13. Авторское свидетельствопо заявке В 3381438/22-02(00кл, С 23 С 9/06 11.01.82. Б ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛИ, о низкоуглеродистойвключающий. диффузионпутем термоциклиров насыщающей среде, щ и й с я тем, что, ния глубины цементации ффузионного слоя путем ой мелкодисперсной вномерным распрецелефазы, термоциклировают в интервале темпе С в газовой смесиоана при одновременном ржания метана в смеси1065501 Изобретение относится к технологии инструментального производстван может быть использовано, в частности, при изготовлении металлообрабатывающегоинструмента,Известен способ цементации инструментальных сталей, заключающийсяв том, что иэделия подвергают длительной иэотермической выдержке при920-1020 С в твердой или газовойсреде 13, 10Недостатком способа являетсято, что для достижения цементованного слоя достаточной глубины с содержанием углерода в нем более 0,6требуется длительное время изотермической выдержки (14-16. ч и больше),Известен также режим высокотемпературной цементации (1150 С) дляниэкоуглеродистых быстрорежущихсталей с содержанием метана в газовой смеси около 3 2),Недостатком процесса являетсятакже значительная продолжительность,сочетающаяся с образованием карбидной сетки, что впоследствии отрицательно сказывается на работоспособности инструмента,Наиболее близким к предложенномупо технической сути и достигаемомурезультату является способ цементации стали, включающий диффузионноенасыщение в насыщающей среде путемтермоциклирования в интервале температур на 120-140 С и 10-20 С вышеАс 3 Сзд.Известный способ не обеспечиваетдостаточной диффузионной подвижностиуглерода в высоколегированных быстрорежущих сталях и не позволяет получить достаточную глубину цементациии высокие режущие свойства,Цементованные по такому режимузаготовки метчиков имеют тонкую мел-,кодисперсную структуру поверхностного слоя без признаков пересыщенияуглеродом. Эффективная глубина цементованного слоя 1,8-2,0 мм, После1 окончательной термической обрабстки,включающей закалку от 1220 С и трехкратный отпуск в течение 1 ч при560 С, цементованный слой состоит 40 из мартенсита и карбидов. Вторичнаятвердость НРС 66, теплостойкость630 оСДля получения сравнительных данных проведена обработка аналогичных 45 метчиков известным способом, включающем насыщение в среде зндогазаи 3-3,5 метана путем термоциклирования в интервале на 120-140 Си 10-20 С выше АсЗ, т,е. в интерва ле 870-990 С. Общее время обработки6 ч. 5560 Цель изобретения - повышение глубины цементации и качества диффузионного слоя в результате полученйя тонкой мелкодисперсной структуры с равномерным распределением карбидной Фазы. Для достижения поставленной цели, согласно способу цементации стали, преимущественно низкоуглеродистой быстрорежущей, включающему диффузионное насыщение путем термоциклирования выше Ас в насыщающей среде, термоциклирование осуществляют в интервале температур 1100-1200 С в газо вой смеси эндогаэа и метана при одновременном изменении содержания метана в смеси 0,5-5.,Количество метана в газовой смеси менее 0,5 не позволяет достичь содержания углерода в диффузионном . слое более 0,4, Количество метана в смеси более 5 приводит к пересыдению углеродом поверхностного слоя,При температуре менее 1100 ОС образуется грубая карбидная сетка, а по"видение температуры выше 1200 ьС приводит к оплавлению,Подача обогащенной метаном (до 5)газовой смеси в пространство печи,имеющей температуру 3 1100 С, приво"дит к значительному насыщению поверхности стали. Последующее снижениесодержания метана в газовой смесиисключает пересыщение углеродом по"верхности, а повышение при этом температуры увеличивает скорость диффузии, что создает возможность ускорения процесса и увеличения насыщенного слоя,П р и м е р. Заготовки метчиковМ 12-М 14 иэ низкоуглеродистой быстрорежущей стали 02 Р 6 М 5 цементируют всилитовой печи в смеси зндогаэа иметана.Режим обработки следующий: нагревдо 1125 С и выдержка в атмосферес содержанием метана 3-3,5, повышение температуры до 1175 С и выдержкав атмосфере с содержанием метана0,5, снижение температуры до 1125 Си выдержка в атмосфере с содержаниемметана 3"3,5 и т.д Количество циклов 4, общее время обработки 6 ч. Заготовки метчиков, цементованные известным способом, имеют глубину цементации 0,5-0,7 мм, что недостаточно для обеспечения режущих свойств этого вида инструмента. В структуре цементованного слоя наблюдается грубая карбидная сетка с признаками пересыщения,После окончательной термическойо обработки (закалка от 1220 С и трехкратный отпуск при 560 С по 1 ч вторичная поверхность составляет НОС 60-61, теплостойкасть 600 С.оЗаказ 11013/32 Тираж 899 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5 филиал ППП Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Термообработанные заготовкиподвергают заточке и испытаниям впроизводственных условиях. Испытания показывают, что стойкОсть метчиков в 1,5 раза выше по сравненик со стандартными,изготовленными иэ стали РбМ 5