Способ цементации стальных изделий

Фнтнв- .иота.Л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1749932(51)М. Кд. С 23 С 9/00 Гееуалрстееиицй кеиитет СССР ее девам иаееретеиий и етерытвй,785,51.52(088 8) Опубликовано 23.07.80. Беллетекь Эй 27 Дата опубликования описания 28.07.80 В, М. Переверзев, В. И. Колмыков, М, Д, Овчаренко и А, П. Белан(72) Авторы изобретения Курский политехнический институт(54) СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к металлооб-работке и может быть использовано приизготовлении изделий, работающих в условиях изнашивания.Известен способ газовой цементации,заключающийся в том,что в цемеитациоинуюпечь после загрузки в нее изделий подают не-,ужероживающий газ или жидкость, напримеркеросин, синтии и др.,которая, разлагаясь,создает науглероживающую атмосферу. Сцелью увеличения скорости и равномерности науглероживания, процесс ведут спринудительной циркуляцией цементирующей атмосферы 1,Бель изобретения ускорение процесса цементации, обеспечение равномерности науглероживания внутренник и наружных поверхностей иэделий, уменьшение склонности к трещинообраэованитопри последующей термообработке и по-вышение износостойкости цементованныкстальных изделий.Укаэанная цель достигается тем, чтов способе цементации, заключающемся в загрузке изделий в печь, нагреве их дотемпературы обработки и выдержке приэтой температуре в насыщающей среде,перед загрузкой детали покрывают споемсажевого карбюризатора, состоящего из550-90% сажи и 10-50% углекислогобария,П р и и е р, ОбрабатываютФразцы трех типов из сталей 18 ХГТ; ХВГ,ШХ 15: а) сплоитной цилиндр диаметром9,0 мм, длиной 80 мм с буртиком;б) полый цилиндр (втулку со сквозным. отверстием) внутренним диаметром9,0 мм, ступенчато изменяющимсянаружным диаметром 21, 16 и 13 мм,длиной 55 мм и в) цилиндр с глукимотверстием глубиной 50 мм, диаметром9,0 мм тек же размеров по наружномудиаметру и длине, что и образцы типа(б).На указанных образцах определяютглубину цементации по микроструктуре,содержание углерода в цементованиыхслоях путем послойного химического ана749932 4Детали в образцах перед загрузкойв печь окунают в суспензию состава, вес,%:Триэтаноламин 88 Сажа газовая 10 Углекислый барий 5 узатем смоченную суспензией поверхность покрывают сухой порошкообраэйой смесью (путем погружения), состоящей иэ сажи 10 и углекислого бария, после чего загружают в печь для цементации.В течение всего процесса цементациив печь подают синтии в количестве 180- . 200 капель/мин. Охлажаение после цемен тации проводят вместе с печью до 800 оС(в течение 1-2 ч), не прекращая подачи синтина. Затем детали и образцы выгружают иэ печи и охлаждают в струе воздуха от вентилятора.20 Влияние соотношений между сажей иуглекислым барием на результаты цементации представлено в табл. 1.Таблица 1:60 Износостойкость о ошение износа этало осу цементованного.Полученные реэульта абл. 2. После цементации образцы подвергают термообработке по режиму: закалкав масле с 830 оС (стали ХВГ и ШХ 18)или с 870 С (18 ХГТ), обработка холодом при - 60 оС и отпуск при 180 оС втечение 6 ч. ИсЪытание образцов на из 50нашивание при трении по кварцевой шкурке зернистостью 0-10 мкм проведенона машине Х 4-Б.Эталоном служат образцы из сталиШХ 18, не подвергавшиеся цементации,термообработка которых проведена следующим образом: закалка с 84 фС в масле, обработка холодом при -60 С,"отпуск при 180 С в течение 6 ч,пределяют как отнного обраэца к иэ приведены 3лиза стружки, снятой с цементованныхобразцов, и наличие трещин после термообработки методом магнитной аефектоОбразцы для испытаний на абразивноеизнашивание имеют форму цилиндра диаметром 2 мм и длиной 30 мм,Цементацию проводят при 860 и920 эС в течение 6 ч в шахтной электроечи сопротивления типа Ц 108 (мощйостью 108 кВт), приспособленной дляхимико-термической обработки изделийв" газовых карбюриэаторах. Образцы загружают в печь вместе с деталями,. имеющими форму и размеры, близкиек указанным аля образцов (а) и (б).Одновременная загрузка в печь составляет 380 кг (примерно 6000 шт.) деталейи образцов, подвешенных вертикально в приспособлениях. Пространствомежду деталями по горизонтали и повертикали составляет 3-10 мм,Предлагаемый способ цементации обесечивает получение примерно в 2 раза олее глубоких цементованных слоев,чем известный (сталь 10 ХГТ), Содержание углерода в цементованных слоях стали ХВГ (на расстоянии 0,05-0,10 мм от поверхности) после цементации по предлагаемому способу превышает 3%, а после цементации по известному - лишь,5749932 61,3% (цемелтацпя при 920 цС) и 11% примерно одинаковое науглероживание (цементация при 860 оС). Предлагаемый внутренней и наружной поверхности втуспособ цементации обеспечивает такжелок. Таблица 2 Содержание углерода в цементованных слоях (ст ХВГ на расст янин О, 05-0, 10 мм от поверхностф 3 ф Глубина цементации(ст 18 ХГТ, мм ) Износостойкость цементованного слоя на расстоя нии 0,05 0,10 мм от поверх ности д о о м о к ж ФЗБН оке С;оо,4 заестй Во втул,2ках сосквознымотверстием иэст ХВГиШХ 15,7 0,3 1,4 аруже- трещи 1,9 0,8 1,3 1,2 92 1,2 Иэ приведенных данных можн лать вывод, что износостойкость тываемых образцов повышается 2,5, а скорость насыщения в 1,раба ,0- раза. Тираж 1074 Подписи каз 4434/9(ИИПИ фПтеитф г. Ужгород, ул. П 1 ррекжая, 4 формула изобретения1Способ цементации стальных иэделий, включающий их загрузку в печь, наг рев до температуры обработки и выдержку при етой температуре в насыщающей среде, отличающийся тем, что, с целью повышения иэносостойкости обрабатываемых изделий и интенсифика ции процесса насыщения, перед эагруз 4. кой в печь изделия покрывают слоем сажевого, карбюризатора.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сажевый карбюриэа 4 тор содержит сажу и углекислый барийнри следующем соотношении компонентов,вес.%:Сажа 50 90Углекислый барий 10 50Я Источника информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мицкевич А. Н. Химико-гермическая обработк металлов и сплавов. М.,фйашиностроениеф 1968, с, 64-72.