Способ обработки стальных изделий в газовых средах

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) .ъЖ А 23 С 8/28 3 С 51 ОБР ТЕНИ ении и . Сущя обраратуре ле чего б обесй тверубины эколое по производстгданова, Н,И. СарКришталтво СССР, 1.983.И СТАЛЬНЫХ ИЗ- ДАХ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Волжское объединениву легковых автомобилей(54) СПОСОБ ОБРАБОТКДЕЛИЙ В ГАЗОВЫХ СРЕ Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке ответственных деталей, работающих в условиях повышенного трения и износа,Известен способ газовой цементации, включающий нагрев деталей до температуры обработки и выдержки в насыщающей газовой атмосфере печи с дополнительной подачей в печь окислителей, в качестве которых применяют марганцевокислый калий или кальцинированную соду в смеси с органическими жидкостями,Недостатком способа являются необходимость предварительного приготовления растворов солей К 2 Мп 04 и йа 2 СОз, ухудшение экологии, дестабилизация печной атмосферы, возможность загрязнения внутренней поверхносги печи и, как следствие, сокращение срока службы нагревательных и других элементов печного оборудования. Указанный процесс не обеспечивает стабильного качества обрабатываемых изделий и не приемлем в массовом производстве.(57) Использование: в машиностро других отраслях промышленности ность изобретения: стальные издели батывают водяным паром при темпе 500-550 С в течение 30 - 60 мин, пос проводят нитроцементацию. Спосо печивает повышение поверхностно дости изделий, увеличение гл диффузионного слоя при улучшении гии процесса. 1 табл,Известен способ цементации в твердом карбюризаторе с предварительным окислением стальных образцов в воздушной среде при 350-400 С с целью ускорения процессов насыщения,Однако, в такой технологии в качестве насыщающего процесса используется цементация в твердом карбюризаторе, что абсолютно неприемлемо для условий массового производства.Наиболееблизким к предлагаемому по технической сущности является способ газовой цементации после предварительного окисления стальных изделий.Предварительное окисление проводят в атмосфере паров 1 - .4 , раствора хлористого натрия при температуре 400 - 950 С в течение 10 - 60 мин. Глубину упрочненного слоя на образцах с предварительно окисленной поверхностью получают больше, чем на образцах с неокисленной поверхностью,Однако, применение растворов хлористого натрия повышает коррозионную активность газовой среды и, как следствие, сокращает срок службы нагревательных3 1788081 4чного оборудования, Указан- деления паров масла, После продувки проэлементов печного о оруд в ни вы е жк в течение 30-60 мин.ныи сп особ требует специальной оснастки изводили выдержкухла али о 300 С и детали0и площадей для приготовления растворов, Затем печь о жд дприводит к выделению токсичных веществи выгружали,х шению экологии и, в конечно, в онечном счете не 5 Нитроцементацию образцов и деталейс предварительным оксидированием и безприемлем в массовом производстве,К того в настоящее время в об-, него проводили в проходньх агрегатах фирласти высокотемпературной, химико-тер- мы Холкрофт ( ) ркой об аботки преобладает ., 75 ч,4 м /чэндогаэа, 057 +014 м /чмепроцесс комплексного насыщения по тана и О м чверхности детали углеродом ио ом и азотом, Послеподстуживэниядо 820 Сиохлажт,е. нитроцементации, апри, Например, на Вол- дения в масле МЗМпроводилй исследожском автомобильном заводе нитроцемен- вание образцов и деталей, и определилитации подвергается 950/ деталей эффектйвную толщину упрочненного слоя,автомо иля,б а цементации - всего лишь 50,. 15 твердость поверхности.ния и е ставИ е качестве окислителя толь- Результаты исследова р дко кислорода воздуха также недостаточно лены в таблице. Из привед дв енных анныхвидно, что предварительное парооксидироо05-2 0 чЦелью изобретенияявляется интенси- вание при 500-550 С в течение О, - ,фикация и упрощение тщ технологического 20 ускоряет процессы насыщения при нитроесса высокотемпературной химико- цементации на 30-40%.термической обработки вусловиях массово- . В процессе предварительной обрабл чшение экологии. ки изделий в парах воды происходит очистУказанная цель достигается тем, что ка поверхности изделий от загрязнений,предварительное, перед высокотемпера препятствующих диффузии насыщающихтурной химико-термической обработкой,компонентов, что снижает разнотолщинокисление производят в атмосфере водяно- ность упрочненного слоя и, как следствие,го пара при 500 - 550 С в течение 30 - 60 мин, коробление, деформацию изделий, позвоДругое отличие состоит в том, что в ка- ляет исключить предварительную промывкучестве насыщающего процесса используют ЗО изделий в моющих средах.обн ю для массового производства и ши- Нитроцементация с предварительнойудо ую дроко распространенную газовую нитроце- обработкой в пар дах во ы - экологическиментацию, Образующиеся на поверхности чистый процесс, не требует специальной осизделий окисные пленки, мгйовенно восста- настки и площадей для приготовления окиснавливаясь в эндогазной атмосфере при 35 ляющих компонентов, не влияет на срокнитроцементации значительно ускоряют службы внутрипечных элементов и в целомпроцесс насыщения. Осйовным пбставщи- пригоден для проведения нитроцементацииком активногоуглерода на поверхности ста- в камерных печах и агрегатах проходноголи при химико-термической обработке в типа в условиях массового производства,атмосфере эндогаза с добавками метана яв Таким образом, предлагаемый способляется угарный газ. Константаего диссоци- высокотемпературной химико-термическойации при температуре цементации обработки(газовой нитроцементации)усконевелика и распад молекулы СО возможен ряет процессы насыщения на 30-50%, потолько в присутствйи катализатора - желе- эволяет сократить время нитроцементации,за, кото ое наиболее активйо в свежевос увеличивает производительность печногоановленном состоянии. оборудования, сокращает затраты энергоП р и м е р, Обработке подвергали дета-: ресурсов, упрощает технологический рли автомобиля ВАЗ и образцы из сталей цесс, улучшает экологию,14 ХГН, 19 ХГН, 20 ХГН. Предварительное оксидирование образцов и деталей проводи Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яли, окисляя их в атмосфере водяного парапри различньличных температурно-временных Способ обработки стальных изделий в, Д арооксидирования испоЛь- газовых средах, включающий пред рзовали шахтную печь фирмы "Мерисинтер" тельное окисление поверхности и последу(Италия) и парогенератор фирмы "Клайтон" 55 ющую химико-термическую обработку, о тВеликобритания). Деталб ). Д лизагружали в шах- лича ю щий ся тем, что, с целью повышетную электри вескую- чь,пе нагретую до ния поверхностной твердости, увеличения300 С и продутую паром.00 оС аром. Затем температу- толщины диффузионного слоя и упрощенияру поднимали до тре уребуемого значения и способа при улучшении его экологии. предпродували печьпаром до прекращения вы1788081 30 - 60 мин, после чего проводят йитроцементацию. варительное,окисление поверхности ведут водяным паром при 500 - 550 ОС в течение ьСпособ ХТО Ренин окисления Зрфектмемая толцмма хпроцменного слоя, ни Относи- Теердость поеерямостельное тм НХС Натериал Беа предяа- С прелаарнтельним окислениемрмтельногоокисления Таеаее- Оренл,ра хре, нС хаели чемие я пкмс- С окнслелемми нигн 53 еО 98 1 15 1 25; ееОО 950 15 9-391 00 0-60 О,25 ХГТ830 еае) Наеестеенй/ценемтацнс окисленнен е атносФере НаС 1/ 1,0 30 0,730 0 ее 2120 О,ей120 0,690 0,5 6 0,9 0,7 0,6 Нредлагааний /нетроценентеция с предеармтельеае окислениематиосФере еоляного 63 60 62 60 0,6 30 06 60 . 0,6 120 0,6 ледени средние аначения аелиции,мена оставитель А.Тихоновехред М.Моргентал Реда кто И.Шмаков Корректо Заказ 52 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 550 2 ОХГНН /обраэцн 500 8 30 ен н летаеке 550 2108-1701127 " 500 2108-1701112 350 2108-170081/ е 50 19 ХГН обраацн 550 1 аХГН обр-,и 550 055 0,56 0,83 0,7 е 0,78 0,79 средее 28 62 67 59 аВ 59 70 62 10 62 Ф 2 62 28 . 60 23 61 30 61 31 61 3 а