Способ цементации стальных изделий

(19) (11) 1)5 С 20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У СВИДЕТЕЛЬС ВТОР(56) Аналитический обзор ЦНИИИНформация М 1966 Л.Н.Мальцева и А.ФЛаменова,Совершенствование процессов химико-термической обработки деталей машин. М.,1978, с. 29.(54) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к металлургии,в частности к химико-термической обработИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к цементации стальных изделий, преимущественно режущего инструмента, и может быть использовано в машиностроительной и инструментальной отраслях промышленности при упрочнении металлообрабатывающего инструмента из низкоуглеродистых быстрорежущих сталей.Цель - повышение эксплуатационной стойкости инструмента за счет формирования специальных карбидов с пластиночностержневой формой,Способ включает окисление при 450- 550 С в течение 0,5 ч, нагрев в защитной атмосфере до температуры цементаций и цементацию при 10501240 С. ке сталеи, а именно к цементации стальных изделий, преимущественно режущего инструмента в машиностроительной и инструментальной отраслях промышленности для упрочнения металлообрабатывающего инструмента из низкоуглеродистых быстрорежущих сталей, Цель - повышение эксплуатационной стойкости инструмента за счет. формирования специальных карбидов с пластиночно-стержневой формой. Способ включает окисление при 4505500 С в течение 0,5 ч, нагрев в защитной атмосфере до температуры цементации и цементацию при 1050.1240 С, Способ позволяет повысить эксплуатационную стойкость инструмента в 1,8 - 1,9 раза, что обусловлено формированием пластиночно-стержневых специальных карбидов. 1 табл. Данная последовательность технологи- О ческих операций обеспечивает формирова ние в науглероженном слое (,Ь низкоуглеродистых быстрорежущих сталей (Л принципиально нового морфологического вида специальных карбидов с пластиночностержневой формой, имеющих, по отношению к инструменту, радиальную ориентацию. Инструмент, изготовленный . из стали, в структуре которой образуются ф пластиночно-стержневые колонии, отличается значительным повышением эксплуатационных характеристик. После образования на поверхности заготовок инструмента окисной пленки далее нагрев до температуры цементации 1050-1240 С необходимо проводить в защитной атмосфере, Процесс,образования пластиночно-стержневых специальных карбидов носит зародышевый характер,В связи с этим важно, чтобы науглероживание начиналось сразу и продолжалосьв стационарных условиях по температуре иуглеродному потенциалу. Этим условиям иотвечает предварительный нагрев до 10501240 С в защитной атмосфере и цементация при той же температуре с углеродным,пленку до 1050-1420 С и создав науглероживающую среду, на поверхности заготовокповсеместно появляются зародыши пластиночно-стержневых карбидов, которые продолжают расти вглубь изделия, Отклонениеот стационарных условий роста приводит кпрекращению роста карбидов нового морфологического вида и образованию глобулярных выделений специальных карбидов.Нагрев ниже 1050 С не приводит к об, разованию карбидов пластиночно-стержневой формы при последующей цементации,Выделяются специальные карбиды глобулярной формы,Нагрев выше 1240 С с последующимнауглероживанием характеризуется пересцщением поверхности заготовок инструмента углеродом и ее плавлением,Для обеспечения стационарных условий зарождения и роста пластиночно-стержневых карбидов цементация должнаначинаться и продолжаться при темпеоахчре предварительного нагрева 1050 - 1240 С,Отличие температур нагрева и цементацииприводит к формированию диффузионногослоя с глобулярнцми специальными карбидами.При запредельных значениях режимовобработки эксплуатационная стойкость инструмента снижается,П р и м е р, Из горячего сортового проката стали марки 02 Р 6 М 5 изготовили заготовки метчиков М 12. Сталь имела следующий химический состав, мас6. 0,19 С; 6,451 Ч; 5,0 Мо; 1,39 Ч; 4,26 Сг; 0,30 й 1; 0,28 9;0,20 Мп, 0,1 Сц; 0,032 Р; 0,022 Я; 0,38 Со;5 0,013 Т; 0,11 ИЬ. Заготовки разместили воснастке и поместили в печь с окислительной атмосферой. После достижения температуры 550 С через реторту печи началипродувать азот и в этих условиях продолжа 10 ли нагрев до 1200 С, После стабилизациизаданной температуры (1200 С) прекратилипродувку азотом и подали в реторту науглероживающий газ, состоящий иэ эндогаза идобавок метана. Был установлен углерод 15 ный потенциал 1,20 С, который контролировали и поддерживали с помощьюгазоанализатора ГИАММ, Процесс цементации вели в течение 3 ч. Завершали обработку закалкой в масло.20 Результаты исследований в виде количественных и качественных величин сведены в таблицу,Из таблицы следует, что эксплуатационная стойкость инструмента, по сравнению с25 обработкой по известному способу, повышается в 1,8 - 1,9 раза, что обусловлено формированием пластиночно-стержневыхспециальных карбидов,30 Формула изобретенияСпособ цементации стальных иэделий,преимущественно режущего инструмента из низкоуглеродистых быстрорежущих сталей, включающий окисление при 450550 С 35 в течение 0,5 ч и последующую цементациюв атмосфере эндогаза и метана, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости инструмента за счет формирования специальных карби дов с пластиночно-стержневой формой, после окисления проводят нагрев в защитной атмосфере до температуры, соответствующей температуре цементации.1666573 Структура и механические свойства метчиков в зависимости от режимов их обработки МорФология кар - Твербидной фазы достьНЕС Темпе " ратура нагрев в атмо сфере азота,Последовательностьтехнологическихопераций Пример реднее машинное ремя рвоты метчиков И 12 о затп ения,6 .57 Известный спосо 31,0 100 ОО-5 ПредлагаемыйНагрев заготовокв окислительнойатмосфере до450550 С 100 105 30 60 57 59 8,8 1100 агрев в за ой атмосфе азот), цем ация втеч ние 3 ч, за 35,5 59,6 150 200 120 ка в масло 1240 1 е61 120 124 24 55 57 Не ис пытыв-57 1260 Составитель Н. Сунк Техред М.Моргентал Корректор О, Ципл едактор Е. Зубиетова аз 2500 Тираж 571 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбйнат "Патент", г, ужгород, ул,Гагарина, 1 емпеатура цемен" ации, С при угле" одном отен" легированный 5 карбид глобуелярной формы Спец. карбид 57 глобулярныйТо жеПластиночно . 64 вс тержневойспец. карбид Спец. карбид 60 6 глобулярный То же 59-. Пластиночно - 66- стержневойспец. карбид Спец. карбидглобулярныйТо жеПластиночностержневойкарбидОплавлениеповерхностиТо же