Способ цементации стальных изделий

/22 с ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИ ЬСТВ Ф ОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ(54) СП ИЗЛЕЛИЙ (57) И гии в обрабо ментац ваемых режущи металрмичес относится к химико-т нно к проце х изделий хромистых и и может быт ени тиос сам це"зготавлике, аим и стальн из высоксталей,ыстро споль мку, нагрев до т ции, выдержку в жидкости, загру ературы цемент ом или газообр в зном карбюризаторе. Лействие углравлено на преороли стойкой па ислого натрия ление барьернивной окисной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева(72) 10.Н.Гапонов и В.М.Игонина53) 621,793.669.586:5 (088.8)56) Авторское свидетельство СССРР 749932, кл. С 23 С 9/00, 1980. Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термическойобработке, а именно к процессам цементации стальных изделий, изготовляемых из высокохромистых и быстрорежущих сталей, и может быть использовано в машиностроении для повьшения износостойкости деталеи и технологической оснастки (штампов, прессформ, Фильер и т.п,),Цель изобретения - повышение качества слоя за счет устранения шпи-,нельной 1, зоны, сплошной карбиднойзоны и повышения равномерности слоя.Способ цементации включает нанесение на поверхность обмазки, содержащей углекислый натрий в количестве60-300 г/л, клеощей органической 2зовано в машиностроении для повышения износостойкости деталей и технологической оснастки (штампов, прессорм, Фильер и т,п,). Цель - повышение качества слоя за счет устранения шпинельной зоны, сплошности карбидйой зоны и повышения равномерности слоя. Способ цементации включает нанесение на поверхность изделий обмазки, содержащей углекислый натрий в количестве 60-300 г/л клеющей органической жидкости, загрузку в насыщающую смесь, нагрев до температуры цементации и выдержку. В результате способ позволяет получать равномерный слой с более высоким качеством без темной шпинельной и сплошной карбидной зон. 1 табл. пленки. Уже на начальном этапе цементации над поверхностью с нанесеннымуглекислым натрием образуется газовафаза, преимущественно содержащая СОВ результате внутреннего окисления,развивающегося при недостатке кислорода, стойкие пассивные окислы хроматрансформируются в сложные окислы типа шпинели. Образующийся тонкий шпинельный слой оказывается легко прео долимым для углерода и, кроме того, 1640202он нейтрализует возможное дальнейшее окисление поверхности кислорода.Выбор интервала концентрации углекислого натрия в суспензия 60-300 г/л5 обусловлен необходимостью обеспечения перевода окисной пассивной пленки в углеродопроницаемый слой шпинели как по толщине окисной п.енки, так и по всей цементируемой поверхности обрабатываемого изделия. При концентрации углекислого натрия в суспензию менее 60 г/л пассивная пленка может частично сохраняться и стабильность процесса цементации при этом нарушает 15 ся, концентрация углекислого натрия свыше 300 г/л нецелесообразна, так как приводит к повышенному расходу , еагента и, кроме того, может вызвать образование темной шпинельной зо 20 ны, т.е. ухудшить качество цементованного слоя. Устранение барьера для насыщения высоколегированной стали углеродом обеспечивает возможность проведения цементации в обычных стан партных карбюризаторах, возможность регулирования содержания углерода в ".чое путем изменения углеродного потенциала насьш 1 ающей среды и высокую скорость насьш 1 ения, 30Проведение цементации в стандартных карбюризаторах при обеспечении высокой скорости насыщения, а также применимость способа для различных марок высоколегированных сталей расширяют возможности способа. Применение для цементации высоколегированных сталей обычных карбюризаторов и реализация возможности регулирования содержания углерода в слое исключа ют образование темного шпинельного и сплошного карбидного слоев, что обеспечивает высокое качество цементованному слою, Отсутствие барьера для углерода гарантирует стабильность 45 процесса цементации. В целом обработка упрощается так как для подготовки поверхности к цементации используется только однокомпонентная суспензия, которая наносится на поверхность либо кистью, либо с помощью пульверизатора, либо окунанием.П р и м е р. Цементации подвергают образцы после точения из сталей марок Р 6 М 5 и Х 12 М, Одну партию об разцов цементируют по предлагаемому способу в стандартном бондюжском карбюризаторе с подготовкой поверхности путем нанесения обмазки из углекислого натрия в виде суспензиив клее Бфпри концентрации 180 г/л.Вторую партию образцов обрабатывают по известному способу. На образцынаносят окунанием .суспензию состава,вес.Х: триэтаноламин 85; сажа газовая 10; углекислый барий 5,Затем смоченную суспензией поверхность покрывают путем погруженияпорошкообразной смесью, состоящей изсажи и углекислого бария при соотношении соответственно 70 и 30 вес,7,Цементацию проводят также в стандартном бондюжском карбюризаторе.Для уточнения пределов концентрации углекислого натрия в суспензиицементируют аналогично образцы из стали Р 6 М 5 с предварительным нанесениемсуспензии с концентрацией углекислогонатрия 40, 60, 300 и 320 г/л.Все образцы цементируют при 970 Св течение 7 ч с обычной герметизацией контейнеров.После цементации образцы подвергают микроанализу с целью определенияпараметров слоя и оценки его качества. Качество слоя оценивают по отсутствию темной шпинельной и сплошнойкарбидной зон с учетом глубины цементованного слоя.Результаты металлограйическогоанализа образцов, обработанных попредлагаемому и известному способам,приведены в таблице,Анализ данных показывает, чтопо сравнению с известным способом обработка по предпагаемому способу обес"печивает получение равномерного слояболее высокого качества без наличиятемной шпинельной и сплошной карбидной зон,Формула изобретенияСпособ цементации стальных изделий преимущественно из высокохромистых и быстрорежуцих сталей, включающий нанесение обмазки, содержащей угле- кислую соль и органическую жидкость, загрузку в насыщающую смесь, нагрев до температуры цементации и выдержку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слоя засчет устранения шпинельной зоны, сплошной карбидной зоны и повышения равномерности слоя, наносят обмазку, содержащую углекислый натрий в количестве 60-300 г/л клеющей органической жидкости.1640202 Расномерность слоя толщина, мм Марк стал Резям обработки сплошнойкарбидной то- темной инельй зоны н т Отсутствует Равномерный Предлагаемый М О,О,вестны М .0 Колебания Колебания по толщине толщине д до 0,03 0 17 мм тву Составитель Н.Сункина С,Пекарь Техред М,дидык Коррек, Обруч Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., д. 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г.уж ул. Гагарина, 101 Концентрацияуглекислогонатрия всуспензии,Заказ 999 Тираж 569 НИИПИ Государственного комите 113035, Москва