Способ хромирования стальных изделий

(54) СПОСОБ ХРО НЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение от в частности химико с использованием именно хромирова пользовано в маши ИРО ИЯ СТАЛЬметаллу кой обра о нагре жет быт и для по носится к -техничес лазерно нию, и мо ностроени ргин, ботке ва, а ь ис- верхгии аботева, а ь ис- верхин и не- и интенсиф вышение и танных из следующи кация оверх елий. обра эом.Повер стали 45 и зера с пос рованием Упрочнен превышая ГОСУДАРСТВЕ)НЫЙ КОМИТЕ 1ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Металловедение и теботка металлов. 1983, М 11 Изобретение относится к металлв частности к химико-термической обке с использованием лазерного нагрименно хромированию, и может быпольэовано в машиностроении для пностного упрочнения деталей машинструмента, изготовленных иэ средвысокоуглеродистых сталей.Цель изобретения - ипроцесса насыщения и поностной твердости обрабо дСпособ осуществляют м хность штамповой оснастки из ли У 8 А обрабатывается лучом лаледующим диффузионным хромипри 1050 С в течение 8 ч.е происходит на глубину, в 3 раза слой упрочнения при чистом хроностного упрочнения деталеи машины и инструмента, изготовленных иэ средне- и чистоуглеродистых сталей. Цель изобретения - интенсификация процесса насыщения и повышение поверхностной твердости обработанных изделий. Способ хромирования стальных изделий включает предварительную лазерную термическую обработку поверхности обрабатываемых изделий лучом импульсного лазера при энергии лазерного излучения 5-10 Дж, диаметра луча 2-5 мкм и длительности импульса 4 мс. Использование данного способа обеспечивает повышение толщины упрочненного слоя в 1,8 - 2 раза и поверхностной твердости в 1,1 - 1,3 раза по сравнению с обработкой известным способом. 3 табл. мировании. Материал сохраняет значения прочностных характеристик, увеличиваются величины относительного сужения и удлинения, показатели поверхностной твердости приобретают значения НВС 90 - 95, что значительно выше, чем при закалке, Структура сплава не обладает при этом характерной слоистостью, как при лазерной обработке или диффузионном хромировании,П р и м е р, Для упрочнения берут образцы из стали 45 в состоянии поставки нормализованная), используемой для изготовления штампов при получении изделий из полимеров, и из инструментальной стали У 8 А в состоянии поставки, используемой для изготовления штампов для штамповки тонколистовых нержавеющих сталей. Химический состав стали 45, : С 0,48; 5 0,30; Мп1675381 тблица 1 ид обработан разцоа ел лро с /за ел техунехго/юз тноснтельноесуаенне,ь 4 1 Нориализацин2 Эаналха 6,0 2,5 0,0 33,02,0 1,0 3 диффузионное аронрезание 49,0 12,5 4 Лазерная обра багха Обхатх фузион с дифв лроиен 94 оаа ер н обра- диффуз ио ниьвроаанн/4 2,0 44,0 29,5 0,65; Ге - остальное, стали, 7 ь: С 0,78; Мп 0.20; Я 0,02. Р 0,016; Я 0,25; Ре - остальное. Образцы подвергают нормализации, Лазерную обработку проводят на установке "Квант" при следующих режимах: Е5 - 5 10 Дж, диаметр пятна 2-5 мм, длительность лазерного импульса 4 мс, длина волны излучения 1,06 мкм, степень перекрытия пятен 30-40;6, Диффузионное хромирование осуществляют в стальном контейнере, в кото рый помещают образцы и засыпают порошковой смесью 25 Сг+ 70 А 1 иОз+ 5 Н 4 С 1. Используют порошок хрома марки ПХМзернистостью 10-20 мкм, порошок окиси алюминия класса ч зернистостью 15 10-50 мкм, аммоний хлористый марки ч,д,а,зернистостью 20-50 мкм. После загрузки образцов и порошковой смеси контейнер герметично заваривают газовой сваркой и помещают в печь, нагревают и выдерживают 20 в течение 8 ч при 1050" С. После этого контейнер вынимают иэ печи и охлаждают на воздухе. Закалку нормализованных образцов осуществляют по стандартным режимам. 25 Результаты исследований механических свойств образцов и измерения глубины упрочненного слоя приведены в табл, 1 - 3,Результаты, приведенные в табл. 1 - 3, показывают, что использование предлагаемрго способа обеспечивает повышение толщины упрос 4 ненного слоя в 1,8 - 2 раза и поверхностной твердости в 1,1 - 1,3 раза по сравнению с обработкой известным способом.Формула изобретения Способ хромирования стальных изделий преимущественно из углеродистых сталей, включающий предварительную обработку поверхности обрабатываемого изделия и последующее диффузионное насыщение в порошковой смеси, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и повышения поверхностной твердости обработанных изделий, предварительную обработку ведут путем лазерной закалки с излучением /энергией 5-10 Дж при диаметре лазерного луча 2-5 мм и длительности импульса 4 мс,45 У 84 Сталь 45 У 84 Сталь 45 8 9,2 8,0 28,5 12,1675381 б Та блица 2 Вид обработкиобразцов Толщина упрочненногослоя мкм Опыт УОА Сталь 45 1 Нормализация2 Закалка 3 Диффузионное хромирование 60-61,5 43-52,5 4 Лазерная обра- ботка.40 37 5 Обкатка с диф- фУ 9 ИОННЫМ ХРО мированием 67-75 з 5 82-97 6 Лазерная обработка с диффу 9 ИОННЫМ ХРОМИрованием 165-190 135-150 Таблица 3 Внд обработки Толяина карбидноЯ (упроненноЯ) зонымкм Иикротверость ИПа ньо известному способу бкатка варнком с после укам дифуэнонным хро мированием прн усилии бкаткн, Н; 16500-1770 16000-1/5 Диффузионное хромированне азернаяа) Е (Л шб) Еьв) Еаакалка5 Ди Ь00-750 4 мс мс,06 мкОмкм, ( фДк 12000-13000 Не тения, ухудиенне качества естабнльная структура 70-150 с,Участки опла поверхности,едлагаемому способуая обработка с послднффуэноиньв хромин:5 Дх, а мм5-10 Дв -5 верн 17000-18000 19000-20000 12000-17000 5а-гх 2 35-40160-22045-50 Нет-0,15-(+0,3 а) б) оставитель А. Булг хред М.Моргентал едактор Н, Рогулич орректор Э. Лончакова Закаэ 2978 8 НИИПИ Г Тираж 539 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 при ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 500 1 ООО 1500 2000 2500 1065-102-5 мм, Л 1 О Дн, 4 2 в т3,48 460 4,87 497 5,25 5,10 Изменение линеЯного раэмера