Способ цементации стальных изделий

Изобретение относится к металлургии,а именно, к химико-термической обработке, в частности к цементации поверхностистальных иэделий в контролируемой ат-биосфере в машиностроении.Известен способ цементации стальныхизделий в контролируемой атмосфере припостоянном углеродном потенциале 0,810% в течение всего времени обработки 11,Оптимальное содержание углерода наповерхности цементованных иэделий тоженаходится в пределах 08-10%. Недостаток известного способа связан с большойдлительностью насыщения из-за низкойдвижущей силы процесса передачи углерода на поверхность стали, определяемойразностью между углеродным потенциаломи содержанием углерода на поверхностистали,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ цементации стальных иэделий в контролируемой атмосфере,при 730-980 С, включающий этапы нагреьа в атмосфере с углеродным потенциалом ниже предела растворимости углерода в стали, интенсивного насыщения ватмосфере с углеродным потенциалом 0,61,4 и диффузионного выравнивания в атмосфере с угнеродным потенциалй 0,61% 2Предельная величина углеродного потенциала в известном способе на этапеактивного насыщения ограничивается условием, чтобы в конце этапа содержаниеуглерода в поверхностном слое стали непревышало предела растворимости углерода и чтобы на цементируемых иэделияхне выделялся сажистый углерод,В начале этапа активного насыщения,когда углерода на поверхности мало, потребность в углероде велика и стальнаяповерхность может поглотить бопьшое ко-.личество углерода, Вероятность выделения сажистого углерода в этих условияхпрактически исключена, По мере ростаконцентрации углерода на поверхности. стали, к концу активного насыщения поглотительная способность стальной поверхности падает и возникает возможностьвыделения сажистого углерода.Известный способ не обеспечивает достаточно высокую скорость иэ-за того,что в начале этапа активного насыщенияк поверхности поступает недостаточноеколичество углерода, так как величинауглеродного потенциала ограничена применительно к условиям конца этапа активного насыщения.Бель изобретения сокращение длительности цементации,5 Поставленная цепь достигается тем,что согласно способу цементации стальных изделий, включающему нагрев дотемпературы обработки в контролируемойатмосфере с углеродным потенциалом10 ниже предельной растворимости углеродав стали, выдержку для насыщения в атмосфере с углеродным потенциалом, соответствующим предельной растворимостиуглерода в стали, и выдержку для диффу 15 зионного выравнивания в атмосфере с углеродным потенциалом, обеспечивающимзаданное конечное содержание углеродана поверхности стальных иэделий, выдержку для насыщения до момента достиже 20 ния на стальных изделиях поверхностнойконцентрации углерода, равной пределурастворимости углерода в стали, проводят в атмосфере с углеродным потенциалом выше предела растворимости угле 25 рода в стали, затем снижают углеродныйпотенциал атмосферы до значений, соответствующих пределу растворимости углерода в стали, и продолжают выдержку,На фиг, 1 и 2 представлены схемыЗ 0 осуществления цементации по известномуи предлагаемому способам соответственно,Способ осуществляют следующим образом,Термообрабатываемые изделия посту-,пают в зону нагрева, в которую подают,контролируемую атмосферу с низким зна 35чением углеродного потенциала, например,0,4-0,6 о , и нагреваются,в ней до температуры цементации 820, 1050 ОС, Затем нагретые изделия перемещают в зону40интенсивного насыщения куда подают атмосферу с углеродным потенциалом выше1,4 и выдерживают в такой атмосфередо тех пор, пока концентрация углеродана поверхности насыщаемых изделий достигает значений близкий к пределу раст 45воримости углерода в стали при температуре цементации. После этого детали, взависимости от марки стали, выдерживают в контропируемой атмосфере с углеродным потенциалом, равным пределу раст 50 воримости углерода в стали; например1,1-1,4 одо получения заданной глубинынасыщения и затем в зоне диффузионноговыравнивания при углеродном потенциалеО, 8-1,0 Уо по достижения равновесной концен"15 трапии углерода в поверхностном слое стали.Влияние технологических параметровна скорость насыщения изделий приведено в таблице,5 10149856Использование предлагаемого способа 20% путем повышения скорости получецементации, по сравнению с известным ния предельно допустимой концентрации позволяет сократить длительность процес- углерода на поверхности цементируемых са насыщения стали углеродом на 10- изделий.М Оо тать Й. ЪурлиА.Бабинец Корректор Л. Бокшан,. Макаре Т а ППП фПатент", г. Ужгород,ктная,26Тираж 956 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 13035, Москва, Ж, го ний и Рау