Способ ионного азотированиястальных деталей

ОП И С А Н И Е(ц 852966ИЗОБРЕТЕ Н И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М КлС 23 С 11/16 вкирисоединением з сударственнын комитет Приоритет СССРлам изобрети открытий(45) Дата опубликован писания 07.08.81 72) Авторы изобретения В, Е. Курдюмова, Г. А, Соло ии ни Э,С(7 явитель Ордена Трудового Краси экспериментальный научно-исслед металлорежущих с(54) СПОСОБ ИОННОГО АЗОТИРОВА СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ области химиаллов и может рхностного упкой обработки ривающий стуи 500 - 600 С и я температуры невозможно ися при темпераакже способ ионного азотироющий нагрев и изотермичеу при температуре азотирова дородной атмосфере 121. 1Изобретение относится кко-термической обработки метбыть использовано для новерочнения деталей машин.Известен способ термичесстальных изделий, предусматпенчатый нагрев изделий пр840 в 8 С для выравниванисадки 1 Ц.Однако такой способпользовать для азотированитуре 500 в 6 С.Известен твания, включаскую выдержкния в азотово Однако этот способчать идентичные резульодновременном азотироной массы и конфигурацго характера нагрева деющего разряда. Вследстдетали нагреваются счем мелкие или деталиной поверхностью и пртуру азотирования позжлия. Это ведет к неиденкачества при их совмесЦелью изобретения не позволяет полу- таты качества при вании деталей раз ии ввиду локально- талей в плазме тлевие этого крупные меньшей скоростьюс развитой наруж иобретают темперае, чем мелкие издетичным результатам тном азотировании.является повышение 30 качества азотирования деталей различной массы и конфигурации в одной садке.Это достигается тем, что в способе ионного азотирования, включающем нагрев до температуры обработки и изотермическую выдержку в азотоводородной атмосфере, нагрев производят ступенчато: сначала детали нагревают до температуры на 20 - 50 С ниже температуры обработки, выдерживают при этой температуре 20 - 60 мин, а затем продолжают нагрев до температуры обработки со скоростью 5 - 15 град/мин,Выдержка при температуре на 20 - 50 С ниже температуры азотирования в течение 20 - 60 мин обеспечивает выравнивание температуры по осадке, состоящей из деталей различной массы и конфигурации, что приводит к идентичным результатам качества азотирования. Температура предварительной выдержки на 20 С ниже изотермической - это та минимальная температура, при которой возможно выравнивание температуры по осадке разнородных деталей. Выдержка при температуре, меньшей этой величины не гарантирует от перегрева мелких деталей. При проведении предварительной выдержки при температуре более чем на 50 С ниже температуры азотирования возможна последующая неоднородность нагре8529 ь 6 По техническим требованиям твердость поверхности этих деталей после азотирования должна быть на уровне 700 - 760 НР, а толщина азотированного слоя - 0,25 - О,З мм.После загрузки деталей в установку производят очистку их микродугами при напрякении 250 - 500 В, давлении 0,1 - 0,5 мм рт. ст. в течение 30 мин до температуры 250 С, затем - нагрев в режиме катодного распыления при напряжении 600 в 8 В,510 давлении 0,5 мм рт. ст. до температуры предварительной выдержки с последующей выдержкой при этой температуре при давлении 4,5 и 5,5 мм рт. ст. и напряжении 350 - 450 В, затем выход на температуру изотермической выдержки 530 С с определенной скоростью при тех же параметрах разряда с последующим азотированием при температуре 530"С в течение 10 ч при напряжении 400 - 450 В и давлении 4,5 - 5,5 мм рт. ст.Как видно из таблицы, при обработке, по известному способу на всех деталях, кроме штока цилиндра, полученные твердость поверхности и толщина азотированного слоя удовлетворяют техническим требованиям. На штоке цилиндра получены заниженные на 50 в 1 единиц значения поверхностной твердости и на 0,05 - 0,08 мм 115 20 25 Результаты азотирования деталей Режим предварительной выдержкиСкорость нагрева после предварительной выдержки, град/мин Шлицевой валСпособ азотирова- ния Шнек Винт оХ а 1 емпература, С520 10 40 510 10 500 10 40 480 10 40 470 О 10 500 10 500 20 500 60 500 70 10 40 500 15 500 40 12 13 25 500 40 толщина азотированного слоя, что свидетельствует о имевшем место перегреве в процессе азотирования.При обработке по предлагаемому способу в режимах2, 6, 7, 10, 13 на всех деталях, кроме штока цилиндра, получены. 65 3ва деталей благодаря протяженности интервала нагрева,Время предварительной выдержки, равное 20 мин, является минимальной длительностью выдержки, обеспечивающей полное выравнивание температуры по садке незначительно отличающихся деталей, а при выдержке до 60 мин происходит полное выравнивание температурь сильно отличающихся деталей. Выдеркка свыше 60 мин не оказывает практического влияния на распределение температуры по садке и экономически нецелесообразна.Скорость нагрева 5 градЬ 1 ин - это практически минимальная скорость, обеспечиващая равномерный нагрев садки разнородных деталей после проведения предвари 1 ельной выдержки, 15 град/мин - максимальная скорость нагрева, при которой еще не происходит перегрев деталей выше температуры азотирования.Проведение процесса ионного азотирования с предварительной выдержкой с соблюдением указанных параметров обеспечивает выравнивание температуры по садке, сотоящей из деталей различной массы и конфигурации, что приводит к идентичным результатам качества азотирования. П р и м е р. Проводят ионное азотирование одновременно ходовых винтов (И 28 Х Х 350, вес 1,5 кг), шнеков (И 32 Х 500, вес 3 кг), шлицевых валов (И 40 Х 700, вес 6,8 кг) и штокцилиндров (010 Х 83, вес 0,5 кг), изготовленных из стали ЗОХЗМФ. 7 ОО -720 700 -720 700 -720 730 -750 700 -720 700 -72,0 700 -720 700 -720 730 -750 730 -750 730 -750 730 -750 700 -720852966 Составитель Л, Бурлинова Техред М. Гайдамак Редактор Л, Павлова Корректор Е. Хмелева Заказ 5897 Изд. Мз 524 Тираж 1048 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Загорская типография упрполиграфиздата Мособлисполкома 5твердость поверхности и толщина азотированого слоя, удовлетворяющие техническим требованаиям. На штоке цилиндра получены заниженные на 50 - 100 единиц значения поверхностей твердости и на 0,05 - 0,08 мм толщина азотированного слоя, что свидетельствует о имевшем место перегреве в процессе азотирования.При обработке по предлагаемому способу в режимах Мо 3, 4, 5, 8, 9, 11, 12 на всех деталях получены твердость и толщина азотированного слоя, удовлетворяющие техническим требованиям, т, е. при проведении предварительной выдержки при температуре 20 - 50 С ниже температуры изотермической выдержки в течение 20 - 60 мин с последующим нагревом до температуры азотирования со скоростью 5 - 15 град/мин.Предлагаемый способ позволяет одновременно азотировать детали разной массы и конфигурации, что дает возможность уменьшить число садок азотирования. 6 Формула изобретенияСпособ ионного азотирования стальныхдеталей, включающий нагрев до темпера 5 туры обработки и изотермическую выдержку в азотоводородной атмосфере, о т л и ч аю щи й с я тем, что, с целью повышения качества азотирования деталей различноймассы и конфигурации в одной садке, нагрев1 О производят ступенчато: сначала детали нагревают до температуры на 20 - 50 оС нижетемпературы обработки, выдерживают приэтой температуре в течение 20 - 60 мин, азатем продолжают нагрев до температуры15 обработки со скоростью 5 - 15 град./мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гуляев А. П. и др. Инструментальныестали, М Машиностроение, 1975, с, 125.2. Лахтин Ю, М, и др, Азотированиесталей, М., Машиностроение, 1976,с. 144 - 146,