Способ химико-термической обработки стальных деталей

(5 Ь) Заявка кле С 23 С (54) СПОСОБ РАБОТКИ СТ (57) Изобре термической использован РМИЧЕСКОЙАЛЕЙ ХИМИКОАЛЪННХ ДЕение о обрабодля а тносится к химик тке и может быт нтикоррозионног ОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗ(72) 10.М,Лахтин, Я.Д.Коган,В,И,Солдатов, С.П.Бибиков,А.Е.Межонов, В.А,Александрови Е.В.Скиданов азотирования стальных деталей машин н механизмовЦель изобретения " повывение корроэионной стойкости иэделий. Способ химико-термической обработки стальных иэделий включаетоазотирование при Я 9-700 С в насыщающей атмосфере с аэотным потенциалом, обеспечивающим получение иэделия на поверхности Е-фазы, последующую иэо" термическую выдержку при температуре азотирования в окислительной атмосфере, содержащей 40-80 об,й воздуха н 20-60 об.7, аммиака, Причем иэотермическую выдержку проводят в герметично замкнутом контейнере до достижения степени диссоциапии аммиака 95"97, 1 табл, еИзобретение относится к металлур"гин, а именно к химико-термическойобработке, и может быть использованодля антикоррозионного азотированиястальных деталей машин и механизмов,Цель изобретения - повышение кор"роэионной стойкости иэделий,Способ химико-термической обработки заключается в том, что иэде рлия помещают в печь преимущественношахтного типа, нагревают до 500700 С и азотируют при этой темпера"туре в насыающей атмосфере потенциалом, обеспечивающим получение на поверхности Я-фазы. 9 атем в печь по"дают 60"20 об.й аммиака и 40-80 об,йвоздуха и герметиэируют контейнер.Иэотермическую выдержку и охлаждениепроводят в герметично замкнутом контейнере, причем выдержку проводят притемпературе азотирования до степенидиссоцивции аммиака 95-973.После герметизации контейнерапроисходит диссоциация аммиака, образовавшийся водород связывается скислородом воздуха с образованиемпаров воды.В процессе изотермической выцержки и охлаждения в окислительной атмосфере рроисходит образование оксидной пленки на поверхности изделий,-обЕспечивающей высокую коррозионную стойкость, Иэотермическуювыдержку проводят в течение времени,достаточного для достижения степенидиссоциации аммиака не ниже 95"973.,Практически такая диссоциация аммиака необходима для связывания в воду кислорода воздуха. При высокомсодержании кислорода (при степенидиссоциации меньше 953) на поверхнос-ти иэделия формируется рыхлая оксид"ная пленка, которая обладает низкой корроэионной стойкостью, 11 ристепени диссоциации аммиака 95-973остаточная концентрация кислородамала и на поверхности изделия обра"эуется плотная коррознонно-стойквяоксндная пленка, Оксидная пленкаформируется болве плотиой,так какее формирование происходит в вакууме,образующемся прн охлаждении в герме"тичном контейнере.Достижение 95 об,й степени дисФсоциации аммиака определяет минимальную иэотермическую вццержку вгерметически замкнутом контейнереМаксимальную длительность иэотермической выдержки необходимо ограничить степенью диссоциацни аммиака 97 об. , протекающей за ограниченное время (зависящее от объема, загрузки печи, в нашем случае для контейнера объемом 2 л - 3-5 мнн). Достижение большей степени диссоциации требует более длительной нзотермической выдержки в окислнтельной атмосфере. За это время происходит рассасывание нитрида и диффузионно" го слоя, что резко снижает .корроэи" онную стойкость поверхности и Физико-механическне характеристики изде-. лия в целом,Изобретение иллюстрируется следую" щим примером.Детали обезжиривали ацетоном, по" медали в контейнер. Контейнер продували аммиаком и помещали в печь.Азотировали при температуре изотермнческой выдержки 580 С в течение3 ч в частично диссоциированном аммиаке с азотным потенциалом на входе в печь 7 = Ря /Р= 6,5. Затемннз нгв контейнер подали окиСлительную атмосферу состоящую из 40 об,й аммиака и бО об.Я воздуха, после чегогерметично закрыли контейнер.(перекрыли входной и выходной натрубки кон"тейнера), После выдержки в течение5 мин показания манометра практическиперестали увеличиваться, зто говорито практически полной диссоциации ам"миака (95-97 ). Контейнер извлекалииэ печи и охлаждали на воздухе. Поодостижении 50"80 С контейнер разгепметизировали, детали извлекали иэнего, На обработанных деталях образовалась плотная пленка оксидов железа Ге 04,.Испытание коррозионной стойкостипроводили на потенциоствте ПИ.В качестве агрессивной среды использовали ЗЯ-ный водный раствор хлористого натрия, Корроэионный потен"циал обработанной поверхности составил 180 мВ,Примеры выполнения обработки попредложенному способу представлены втаблице.Иэ таблицы видно, что азотирование по предложенному способу дает бо" пее высокий коррозионный потенциал. Более продолжительные испытания, в течение 5 ч, показали, что коррози" онный потенциал деталей, обработанных,по предлагаемому способу, прини1427870 увеличить срок службы стальных деталей машин и механизмов,5мал более положительное значение(до Е = +50 мВ), что указывает яаувеличение коррозионной стойкостиповерхности (совершенствование пас 5Ф о р м у л а и 9 о б р е т е я и я сивированной пленки за счет компо-.нентов агрессивной среды - ОНО).У деталей, обработанных по способупрототипу, после длительяьй испытаний установлено дальнейшее раэблагораживание потенциала (до Е -400 мВ),что указывает на активироваяие коррбзионного процесса, а на поверхностидеталей появились рыжие по цвету пит"стингиР 15 Окислительная атмосфера, 7. Коррозионный по тенциал ЕмВ Насыщающая атмосфера,-295 90 0 315 О 0 Обработка по предлагаемому способу позволяет повысить коррозионную стойкость стальных деталей в 1,4 раза по сравнению с известньм способом, 20 получая одновременно все преимущества упрочяяющего процесса азотирова" ния - твердость, износостойкость и др. Использование предлагаемого способа в промышленности позволяет Способ химико-термической обработки стальных деталей, включающий нагрев и выдержку в аэотсодержащей атмосфере, последующую с азотным потенциалом, обеспечявапцим получение иэделия на поверхности Г-Фазы, нзотермическую выдержку в окислительной атмосфере н охлаждение, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения корроэионяой стойкости иэделий, окислительная атмосфера содержит 40-80 об.й воздуха и 20-60 об.Х аммиака, а изотермнческую выдержку и охлаждение осуществляют в гермдтич" но замкнутом контейнере, причем изо" термическую вьдержку проводят,при температуре азотирования до достижения степени диссоциации аммиака 95-973.