Способ комплексного упрочнения поверхности

)5 ТЕ тои 4637584/0221.11.8915,01,91. Бюл, У 2 М.Н.Луника621.785,53(088.8) Патент ФРГ Ф 25061 С 23 С 9/04, 1976,(21) (22) (46) чет вине,на 00012,в кл. ОЧНЕНИ СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГОХНОСТИИзобретение относитсческой обработке, вфузионному насьпцениюструментальной стали(57)термик дифти ин к хими стност оверхн и може оти кстиразуермиче иффузи нструмен шими эле льзова олгове еи маши ния - увеличенией за счет повышенияердости и ее плавносердцевине.ет насьпцениеначале при 90-1100 С с спорошковой см Цель изобретстойкости издел оверхностнои т го уменьшения Способ вклю изделии 0-950 С уммарнойеси при в две стадии - а затем при 10 выдержкоследующемас.Е:Титан 2 чв соотн омпонентов,шени 35,5-36,553,5-54,50,5-1,5Остальное хрома к глер й амм Хло ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ зобретение относится к хими й обработке, в частнос ному насыщению поверхно тальной стали карбидооб ментами, и может быть исо для повышения стойкости чности инструментов и детабыть использовано для повышения с кости инструмента. Цель изобретен увеличение стойкости изделий за с повышения поверхностной твердости и ее плавного уменьшения к сердце Изделия насыщают в две стадии - в чале при 900-950 С, а затем при 1о1100 С с суммарной выдержкой 2 ч порошковой смеси при следующем со ношении компонентов, мас,7,: титан 35,5-36,5, окись хрома 53,5-54,5; углерод 0,5-1,5, хлористый аммони остальное. Это позволяет повысить стойкость инструмента в 2-5 раз, 1 табл. В качестве углерода используют графитовый порошок, сажу или измельченный корбюризатор,Так как коэффициент термического расширения карбидов хрома (9,4 х- 6х 10 град ) больше коэффициента термического расширения углеродистой стали, а твердость карбидов хрома (16000-18000 МПа) тоже имеет промежуточное значение, то создание подслоя, состоящего в основном из карбидов хрома, приводит к снижению напряжений между основным металлом и диффузионным слоем. Так как карбиды хрома образуются при более низкой температуре, чем карбиды титана, то для формирования комплексного двухслойного покрытия процесс проводят в две стадии, На первой стадии происходит образование подслоя, состоящего в основном из карбидов хрома с небольшим содержанием карбидов тита1620504 ки на микротвердость поверхностногослоя и стойкость инструмента,Использование предлагаемого способа позволяет получить следующие преимущества:изменяя время выдержки на каждой стадии, можно варьировать толщину н нижнего и ерхнего подслоя, а также их фазовый состав, тем самым получать оптимальные свойства диффузионного покрытия с учетом конкретных условий работы инструмента;повышается стойкость инструмента в 2-5 раз за счет плавного изменения твердости, начиная от основного металла и кончая его поверхностью, что исключает наличие нежелательного перепада напряжений в металле,Формула изобретения Способ комплексного упрочнения поверхности преимущественно инструментальной стали, включаощий насыщение в смеси, содержащей порошки титана, окиси хрома и хлористого аммония, о т л и ч я ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения стойкости изделий за счет повышения поверхностной твердости и ее плавного уменьшения к сердцевине, насьшение проводят в две стадии - вначале при 900-950 С а зятем при 1000-1100 .С с. суммарнойо) выдержкой 2 ч, причем в насьпцающую смесь дополнительно вводят углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%; Смесь Состав насыщаощейсмеси,мас.% Режим ХТО Толщина Микротнеркарбил- лость,МПаных сл оСтойкость,шт,дет,ев,1500 18000 38000 19000 40000 18500 41000 18200 37000 19500 42500 900-1000 20 100 30 90 ЬО ЬО 90 30 30 90 9 31 14 28 24 25 34 21 16 41 36 540 Ое 5 9,5 36 54 0,5 9,5 36 54 0,5 9,5 1800 920-1020 2400 920-1020 950-1080 1200 36 54 О 5 9 51 Ъ 900-11002100 5 на, так как нагрев производят в области температур 900-950 С, Твердостьэтого подслоя 18000-20000 МПа, цавторой стадии происходит формирование5внешнего слоя, состоящего в основномиз карбида титана, твердость которого достигает 45000 МЛа, Нагрев наэтой стадии производят при 10001100 С, Таким способ создается покрытие с более плавным переходом потвердости и коэффициенту термического расширация толпиной до 60 мкм приобщей вдержке в области температур900-1100"Г 2 ч,15П р и м е р. Готовят смесь, состоящую из порошков титана, окиси хрома, хлористого аммония и графитовогопоропна. Смесь засыпаот в металлические контейнеры, в которые затем погружают образцы из стаии Х 12 М, Коцотейнеры выдерживаот при 920 С в течение 1 ч, затем температуру повышаютдо 1020 Г, Вьдержка при этой температуре составляет 1 ч в атмосфереодорода. Методами металлографического аналза, измерением микротвердости и микрорецтгецоспектральным анализом ця сканирующем электронном микроскопе устяцялияют структуру микротвердость и химический состав диффузиоццого покрытия Комплексное двухслойцое покрытие состоит из двух подслоев. Нижний тодс)ой имеет твердость18000-20000 МПа толщиной 25-30 мкми состоит в основном из карбидов хрома с ебольпБм содержанием карбидовтитана, а верхний подслой толщиной125-30 мкм состоит в основном из карбидов титана с небольшим содержанием карбидов хрома, твердость которого40000-45000 МПаВ таблице показано влияние состава цасьппающей среды и режима. обработТ 1 Сг 0 С 1 НСТ Титан 35,5-36,5 Окись хрома 53, 5-54, 5 Углерод 0,5-1,5 Хлористый аммоний Остальное1620504 Продолжение таблицы Т 1 Сг О, С ННС 1 Смин 24 28 310 920-10 36 0-10 20-1 1,5 8,1,5 8,22 38 0-10 0 (нзест" 3 ьй) 500 54 Составитель И.Дашковатрова Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий Редактор аказ 42 НИИПИ Го Тираж писное та по изобретениям и открытиям при ГКНТ Ж, Раушская наб., д. 4/5 сударственчого коми 113035, МоскГагарина, 101 Смесь Состав насыщающей смеси,мас.Х Режим ХТО О 60 60 0 90 30 0 60 60 0 30