Способ восстановления изношенных стальных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЕНИ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ Изобретениемической обработкции при восстанстал ьн ь,х изделий. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕ(71) Павлодарский индустриальный институт(56) Дажин В.ГКоньков Ю.Д. и Савин В.Г.Влияние слоя цементованного электролитического железа на циклическую прочностьдеталей машин, - "Материаловедение и термическая обработка", 1968, М 7, с. 26 - 28. носится к химико-терв частности к цементавлении изношенных Известен способ цементации, состоящий в том, что науглероживание проводят в твердой (древесноугольной) или газовой (природный гаэ) среде при 900-950 С, при этом продолжительность процесса составляет 5 - 10 и более часов в зависимости от требуемой толщины науглероженного слоя.Недостатком способа является то, что он не позволяет восстанавливать изношенные поверхности деталей машин.Наиболее близким к изобретению является способ цементации, состоящий из предварительного гальванического железнения с последующим диффузионным науглероживанием с применением твердого, жидкого и газового карбюризатора,Желеэнение проводят в одном из известных электролитов на толщину 0,4 мм, Для цементации используют твердый, газовый или жидкий карбюризатор, Цементацию 740490 А 1 05 С 23 С 8/02, С 25 О 15/00(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Сущность изобретения: способ включает гальваническое железнение в электролите, содержащем древесный уголь с обеспечением в составе покрытия его содержания 1,0 - 1,4 мас. , нагрев до температуры цементации и выдержку в воздушной атмосфере, закалку и отпуск, 1 табл. проводят при 930 С в течение 5 ч. При этом слой гальванического железа за счет диффузионного насыщения науглероживается, После цементации образцы закаливают от 840 С в воду и проводят отпуск при 180 С в течение 2 ч, После такой термической обработки твердость железного покрытия составляет НЧ 700 - 720, что обеспечивает достаточную износостойкость детали.Недостаток этого способа заключается в большей продолжительности процесса цементации. Так, при науглероживании в газовой, жидкой или твердой среде продолжительность цементации составляет 2,5, 3 и 5 ч соответственно при толщине железного слоя 0,4 мм. При большем износе необходимо наносить и более толстый слой железного покрытия, следовательно, время цементации возрастает.Целью изобретения является интенсификация процесса за счет сокращения продолжительностии процесса диффузионного насыщения углеродом слоя гальванического железа при цементации,Поставленная цель достигается тем, что слой гальванического железного покрытия50 55 дополнительно содержит древесный уголь в количестве 1,0 - 1,4 мас, о.Детали, подлежащие восстановлению и цементации, сначала подвергают гальваническому железнению с тем отличием, что электролит железнения содержит 3 - б г/л древесного угля в виде дисперсных частиц размером менее 10 мкм. Древесный уголь не растворяется в электролите. Железнение проводят при интенсивном перемешивании раствора, чтобы частицы древесного угля находились во взвешенном состоянии.В процессе железнения частицы угля "зарабатываются" слоем осаждающегося на поверхности деталей железа. В результате на поверхности детали получается железное покрытие, содержащее в себе 1,0 - 1,4 мас.о древесного угля.Толщина этого покрытия может регулироваться временем электролиза и катодной плотностью тока. Поскольку такое железное покрытие уже содержит в себе источник углерода - древесный уголь, - то для получения диффузионного слоя отпадает необходимость проводить цементацию с использованием внешнего (находящегося вне железного покрытия) карбюризатора - твердого, жидкого или газового, как это требуется по прототипу. Достаточно нагреть деталь каким-либо известным способом, например печным. По прототипу для образования науглероживанного слоя определенной глубины атомы углерода должны продиффундировать с поверхности железного покрытия на эту глубину, что и определяет при прочих равных условиях продолжительность процесса цементации в целом,По предлагаемому способу для образования науглероженного слоя той же глубины атомы углерода должны продиффундировать на меньшее расстояние, поскольку частицы древесного угля уже в процессе железнения равномерно распределены по всему объему железного покрытия, Поэтому для образования науглероженного слоя одинаковой глубины при равной температуре нагрева по предлагаемому способу требуется меньшее время, чем по прототипу, т.е. интенсивность процесса повышается.Принято считать, что. по известным способам цементации, в том числе и по прототипу, продолжительность процесса науглерокивания определяется ориентировочно так - 1 ч процесса на 0,1 мм диффузионного слоя.По предлагаемому способу время цементации не зависит от толщины диффузи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 онного слоя, т.е. от толщины железного покрытия, так как частицы древесного угля равномерно распределены по объему покрытия. Так, при 930 С время цементации, т.е. время выдержки в печи при этой температуре, составляет 1 ч независимо от толщины железного слоя - хоть 1 мм, хоть 0,1 мм.При 930 С древесный уголь разлагается, образуя активный атомарный углерод, который растворяется в гамме-железе покрытия. После цементации при охлаждении вместе с печью или на воздухе аустенит покрытия, содержащий 1,1 - 1,2 О углерода, распадается на феррито-цементную смесь - в покрытии образуется характерная для заэвтектоидной стали структура: перлит и цемент.Как и по известному способу, по изобретению после цементации необходимо проводить закалку и низкий отпуск,П р и м е р. В известный электролит железнения, содержащий, г/л: железо хлористое 500; кислота соляная 3, добавляют древесный уголь (размер частиц менее 10 мкм) и создают интенсивное перемешивание. В этом электролите проводят железнение изношенного толкателя двигателя внутреннего сгорания до толщины покрытия 0,4 мм, Затем проводят печной нагрев толкателя при 930 С,Данные по нанесению железного покрытия, характеристики диффузионного слоя и продолжительности процесса образования цементованного слоя глубиной 0,4 мм приведены в таблице,Преимуществом предлагаемого способа является интенсификация процесса, т.е, снижение продолжительности процесса цементации и, как следствие, процесса восстановления в целом,Предлагаемое покрытие может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин. Формула изобретения Способ восстановления изношенных стальных иэделий, включающий гальваническое железнение, нагрев до температуры цементации, выдержку, закалку и отпуск, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процессагальваническое железнение проводят в электролите, дополнительно содержащем древесный уголь с обеспечением в составе покрытия его содержания 1,0 - 1,4 мас,о, а последующий нагрев до темпе";атуры цементации и выдержку ведут в воздушной атмосфере.П ототип Показатели Твердая Жидкая цемента- цементаия ия Газовая цемента- ия Содержание древесного угляв электролите, г/лСодержание древесного угляв покрытии, мас. О Продолжительность нанесенияпокрытия толщиной 0,4 ммпри катодной плотности токаЗОА/дм, ч,Температура цементации, СТвердость покрытияя (по Виккерсу) до цементацииПродолжительность цементации, чТвердость покрытия (по Виккерсу) после цементацииТвердость покрытия (по Виккерсу) после закалки от 840 Св воду и отпуска при 180 С,2 ч 4,5 1,0 1,2 1,4 1 930190-210 190-210 180-200 180-200 190-210 180-200 2,5 300-310300-310 300-310 300-310 300-310 310-320 700-720 700-720 700-720 700-720 700-720 710-730 Составитель И.ДашковаТехред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец Редактор Н,Швыдкая Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2054 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5