Состав для нитрооксидирования и альфирования

.Д. КубИДИ РО имико-те и сплавов, к сплавов, инОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СМ 1142524, кл. С 23 С 8/32, 19(57) Изобретение относится кмической обработке металловнитрооксидированию твердых Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, к нитрооксидированию высоколегированных твердых сплавов, инструментальных сталей, к оксидированию (альфированию) титановых сплавов.Цель изобретения - повышение износостойкости, интенсификации процесса при снижении стоимости эа счет неоднократного использования смеси.В состав смеси вводится перлит природный вулканический при следующем соотношении компонентов, мас,:Перлит природныйвулканический 7 - 10 Карбамид Остальное Сущность изобретения в том, что в состав смеси вводится перлит природный вул-, канический, позволяющий создать вокруг обрабатываемых деталей атмосферу с заданным постоянным содержанием кислорода, Одновременно в состав смеси вводится карбамид, который не увеличивает количеструментальных сталеи, к оксидированию (альфированию) титановых сплавов. Цель изобретения - повышение износостойкости, интенсификация процесса при снижении стойкости за счет неоднократного использования смеси. Для этого в состав смеси вводится порошок перлита природного вулканического в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мэс,0/,: перлит природный вулканический 7 - 10, карбамид - остальное, Это позволяет упростить и интенсифицировать нитрооксидирование инструмента, повысить его износостойкость в 1,4-1.7 раза, 2 табл. ство свободного кислорода, но повышает азотный потенциал атмосферы вокруг деталей и является поставщиком окиси углерода.Перлит природный является веществомс малым насыпным весом веществом, увеличивающим удельный объем при быстром нагреве в 10 - 15 раз, что способствует рыхлению засыпки и улучшению условий поставки атомарных кислорода, азота, углерода к поверхности деталей, находящихся в контейнере, в упаковке для термообработки.Одновременно перлит содержит кроме65-750/ окиси кремния, 10 - 15 окиси алюминия, до 3-6 связанной воды и примеси окислов магния, натрия, кальция и при этом обеспечивает стабильный окислительный потенциал засыпки эа счет диссоциэции и разложения воды, В присутствии щелочных металлов процесс диффузии атомарного уг, лерода, азота и кислорода протекает более Гинтенсивно.Обработанные резцовые вставки имеют 40 после охлаждения с печью повышенные эксплуатационные свойства, износостойкость при резании сплава молибдена ЦМповышается в 1,7 раза. Исключено окисление тончайших режущих кромок в поверхностном слое, равном 15 мкм, содержание 45 оксидов и азота в составе нитрооксидов кобальта и вольфрама, определенное рентгеноструктурным анализом, составляет 17 - 18%, Не наблюдается также выкрашивания режущих кромок, связанного с неравномерным 50формированием слоя вследствие неравномерного поступления к поверхности кислорода и азота, характерного для известного состава.Сравнительные характеристики деталей при обработке в предлагаемом и иэ вестномсоставах,для нйтрооксидированияпредставлены в табл.1 и табл.2,П р и м е р 2. Притиры для обработкиюстировочных зеркал изготовляют из титаКарбамид при диссоциации и разложении в процессе нагрева частично компенсирует окисляющую активнбсть перлита, но ввыбранном количестве не повышает углеродный потенциал, характерный для смеси 5с углем или карбюризатором, тем самымпредотвращается науглероживание, просходящее при цементации, Фактическисмесь позволяет создавать нитрооксидиру,ющие атмосферы, одновременно не интенсифицируя обезуглероживание высоколегированных углеродистых сталей и сплавов.При практическом приготовлении ииспользовании смеси берут карбамид по 15ГОСТ 6691-77(МК 2)2 СО и перлит природ,ный вулканический Среднеазиатского,месторождения с содержанием Я 02=.76%,А 120 з=11,9%, Са 0=0,80%, М 90=0,10%,РегОз=1,90%, остальное - окислы щелочноземельных металлов. Перлит природныйКамчатского месторождения идентичен по, составу Среднеазиатскому.П р и м е р 1, Резцовые вставки из особомелкозернистого твердого сплава ВК 6-ОМ 25размера 2 х 5 х 40 мм нитрооксидируют всмеси предлагаемого состава с укладкой вподдончики из нержавеющей стали и с нагревом в вакуумной печи. Смесь содержит12 мас,% перлита природного и 90 мас,% 30карбамида и ею после перемешивания засыпают твердосплавные вставки слоем 10 -10 мм. Закрытый крышкой контейнер излистовой стали 0,8 мм помещают в рабочее, пространство малоэнергоемкой вакуумной 35печи СНБЛ,8 0,5/11, нагревают до 850 Св течение 15 мин и выдерживают в течение90 мин,нового сплава ВТи альфируют в предлагаемой смеси, содержавшей 7 мас.% перлита природного и 93 мас.% карбамида.В процессе вакуумного нагрева и выдержки в контейнере со смесью при температуре обработки 890 С в течение 3,5 ч на поверхности образуется альфированный слой микротвердостью 1210 - 1270 ед. с плавным снижением твердости к основному металлу. Толщина слоя составляет 50 - 90 мкм, слой равномерен по всей поверхности притиров, Свойства слоя 1,3-1,4 раза выше, чем при обработке в известных составах, Суммарная толщина иэносостойкого и переходного слоев составляет 140 - 170 мкм, не наблюдается отрыва слоя от основы и образования окисной пленки на классной поверхности притиров, Затраты на приготовление 1 кгсмеси снижаются на 40%,П р и м е р 3. Фреэы концевые из стали Р 6 М 5, диаметром 8 мм нитрооксидируют с нагревом в вакуумной печи СНВЛ в смеси 8,5 мас.% перлита природного вулканического и 91,5 мас,% карбамида. Температура обработки 550 С, выдержка 120 мин, охлаждение в вакуумном масле или с контейнером на воздухе, В результате обработки на поверхности фрез образуется тончайший нитрооксидный слой, равномерный по толщине, без следов эонного окисления синевато-серого цвета, характерного для известного состава. Износостойкость при резании нержавеющей стали Х 32 Н 8 повышается в 1,7 раза, что связано с лучшим удержанием смазки нитрооксидным поверхностным слоем, Состав используется повторно, при этом возобновляется добавка карбамида в смесь для засыпки вертикально установленных в контейнере фреэ. Стоимость использованных компонентов составляет 0,3 руб/кг или вдвое ниже, чем стоимость компонентов в известном способе,Таким образом, предлагаемая смесь универсальна в широком интервале температур, технологична в использовании, позволяет упростить и интенсифицировать нитрооксидирование инструмента и имеет минимальную стоимость. Кроме того, износостойкость деталей павы дается в 1,3-1,7раза.Формула изобретенияСостав для нитрооксидирования и альфирования преимущественно мел коразмерного инструмента из твердых сплавов, инструментальных сталей и конструкционных деталей из титановых сплавов, содержащий карбамид и наполнитель, о т л и ч а ю1664872 щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости, интенсификации процесса при снижении стоимости за счет неоднократного использования смеси, он содержит в качестве наполнителя порошок природного вулканического перлита при следующем соотношении компонентов, мас.:Перлит природныйвулканическийКарбамид 7-10 Остальное0,10 О,1 0,12 0,40 045 0,45 90,0 93,0 91,5 1150 Шпнлькн ревьбовые нз сплаваНТ 14, обработка в вакууме 14010мм рт,ст.в засыпке, 860 С,выдернка 30 ч 80 1170 1200 860 0,02 Таблнца 2 Экспуатацнонные характернстнкн ревущего ннсгрумента Содерканне компонентов, Обрабатываемыйнас.х матернал Номерпримера нзносостойкость ч копнчествоповторныхнспользованнйсмвсн удельныезатраты,руб/нт прочностьпрн нзгкбеМПа карбамнд.текннческнйпо ГОСТ6691 77 перлнт прнродный вулканнческнйпо ГОСТ18109-80 10,0 90,0 93,0 39,2 36,8 1380 2-3 7,0 1470 85 91,5 1490 38,0 4Известный 670 1250 3,7 15,5 14,1 12,4 1 ОРЬМ 5 7,0 93,0 91,5 90,0 67,0 3950 8,510,0 Э 880 4010 3240 9,3 Известный Составитель О,ЖариковаРедактор Е.Полионова Техред М,Моргентал Корректор О,Ципле Заказ 2368 Тираж 569 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Предлагаемый1 О,О7 7,0.3 8,5Иввестный 0,03 0,03 0,03 0,08 0,04 0,04 0,04 0,11