Способ газового азотирования изделий из сталей и сплавов

(51)4 С 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ова СССР 983, АНИЯ типлав том непозоне печи еталей не храняется слоя.в качеств ими ретение относится кской обработке металль использовано при и э может б вер различалеи тверкислоро ю в зон бу азофи спла 500 -ператудобавлеонат амсата амм мещение в печь зволяет процесс т призн я деталей иэючается в том але сплавов за что в печь одно подают кислород пример воздух. высокой темпера цию с мочевиной работки деталей и активные атом ременно с м одержащий г ислород воэ уре вступае при этом в вино з на уха при в реак зоне об арбонат образуетазота: 4035242/23-0211.03.8630.05.89. Бюл, Мф 20В,М.Карелина и Р.И.Кузне621.785.51.06 (088.8)Авторское свидетельство1585, кл. С 23 С 8/32, 1СПОСОБ ГАЗОВОГО АЗОТИРОВЙ ИЗ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВИзобретение относится кию деталей из сталей и с(21) (22) (46) (72) (53) (56) В 11 (54) ИЗДЕЛИ(й) стном упрочнении дет из ных металлов,Цель изобретения - повыше дости и скорости насыщения.Согласно известному спосо тирования деталей из сталей вов, состоящему в нагреве до 600 С, выдержке при этой тем ре в присутствии мочевины с нием карбоната аммония, карб мония подают в зону печи вместе с мочевиной. Карбонат аммония получают непосредственно в зоне печи путем одновременной подачи с мочевиной кислородсодержащего газа, служащего в то же время для транспортирования мочевины в печь.Подача в зону печи мочевины одновременно с кислородсодержащим газом по предлагаемому способу дает возможность получить насыщенную атмосферу, содержащую карбонат аммония, который, разлагаясь, ускоряет процес 2при 500-600 С в атмосфере, содержащей мочевину и карбонат аммония. С целью повышения твердости изделий карбонат аммония получают непосредственно в реакционной зоне печи путем одновременной подачи с мочевиной кислородсодержащего газа, например воздуха, который является в то же время транспортирующим средством для подачи мочевины в печь. 1 э.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл. насыщения поверхности азосредственно в реакционнойпри этом на поверхности дпроисходит окисление и сотвердость аэотированногоИспользование воздухакислородсодержащего газа,которого вступает в реакципечи с образованием карбония, и одновременное пересжатым воздухом мочевинымеханических устройств поповысить технологичностьазотирования, поэтому этосчитают существенным.Способ азотировани 4 СО (МН)+30=2 (ИН ) СОз+2 СО1482976 Карбонат аммония разлагается с образованием активных атомов азота иуглекислого газа, последний сдвигаетравновесие реакции в сторону исход 5ного вещества СО, уменьшая количество образующейся сажи, что дает возможность атомам азота беспрепятственно проникать внутрь деталей, тем самым ускоряя. процесс аэотирования, 10Воздух, подаваемый одновременнос мочевиной в печь, является в то жевремя рабочим телом для транспортировки мочевины, что позволяет дозировать такое количество мочевины, которое необходимо для поддержания состава атмосферы в печи без дополнительных механических устройств, Дляэтого сжатый воздух подают импульсами, при этом каждый импульс транспортирует в печь порцию мочевины.На чертеже показана схема для реализации данного способа.В бункер 1 насыпают мочевину 2.Через трубку 3 импульсами подают сжатый воздух, который перемещает мочевину 2, опускающуюся под действиемвеса по бункеру 1 в зону 4, затем потрубе 5 в рабочую зону печи 6, темопература которой 500-600 С. 30Состав атмосферы в печи определяется количеством мочевины и воздуха,подаваемого в печь. Количество подаваемого воздуха зависит от давлениявоздуха, продолжительности импульсаи паузы между импульсами. Количество подаваемой мочевины зависит, кроме того, от размеров бункера 1 и диаметра трубы 5.Количество воздуха, необходимое 40для получения в результате реакциидостаточного для ускорения процессаколичества карбоната аммония в зонепечи, составляет 0,3 - 20 мас.7. отколичества подаваемой мочевины.45Количество воздуха меньше 0,3 мас не обеспечивает прохождение реакцииобразования карбоната аммония. Таккак воздух не только участвует в реакции, но и является транспортирующим средством, то минимально необходимое количество воздуха определяюттакже из условия передвижения порциимочевины, спустившейся по бункеру 1в зону 4 трубы 5. Поэтому минимальное количество воздуха, подаваемогов печь, берут равным 10 мас.7.Подача воздуха в количествах,больших 30 мас.%, приводит к повышению количества выделившейся при реакции влаги, которая окисляет поверхность обрабатываемых деталей, и появлению на поверхности ржавого налета.П р и и е р. В печь, нагретую до температуры 540-560 С, помещают инструмент диаметром 12 мм и образцы 61012 мм из стали Р 6 И 5. Печь герметично закрывают, затем в реакционную зону иэ бункера (высота бункера 200 мм, внешний диаметр 120 мм, диаметр. отверстия под бункером 7 мм) подают мочевину в количестве 1,0 кг/ч. Иочевина транспортируется в печь через трубку сжатым воздухом, Черезтрубку диаметром 10 мм подается возздух в количестве 6 м /ч импульсамичерез каждые 10 с в течение 0,8 спри избыточном давлении 0,5 атм.В реакционной зоне печи кислородвоздуха вступает в реакцию с мочевиной, образуя карбонат аммония и,активные атомы азота, а затем карбонатаммония разлагается с образованиематомов азота и углекислого газа. Атомы азота проникают в поверхностныйслой деталей, происходит процессазотирования. Так как в печи образуется значительное количество газов,для поддержания в печи избыточногодавления не более 0,1-0,2 атм онаснабжена выходным отверстием диаметром 10 мм для удаления избыточныхпродуктов реакции, вместе с которыми удаляется большая часть поступающегов печь воздуха. Поэтому количество подаваемого в печь воздуха должно бытьувеличено в 20 раз, чтобы обеспечить как .получение необходимого для реакцииколичества карбоната аммония, так итранспортировку мочевины в печь.Через 15 мин подачу мочевины ивоздуха в печь прекращают, инструмент и образцы достают из печи и охлаждают в масле. В результате насы"щения поверхности азотом и углеродом получают твердость слоя 1066 мм,глубину, азотированного слоя 0,045 мм.Насыщение проводят в течение 5 ио8 ч в печи Цпри 570 С.В таблице приведены средние значения сравнительных испытаний образцов из стали 38 ХИЮА,Таким образом, азотированный слой,получаемый по предлагаемому способу,имеет большую глубину и твердостьи, как результат, большую износостой"Б 1482976 6кость, при этом ту же глубину насы-. л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цещения возможно получить эа меньшее лью повышения твердости, газовая сревремя. да дополнительно содержит кислородсодержащий агент.ф о р м у л а изобретения 5 Продол- Общая Насыщение Подача реагентов Глуби- вер на дост итель бамид,на ди фузиовеост50 сл зо одача оздунос оцес ч,3 1. Способ газового азотирования изделий иэ сталей и сплавов, включающий нагрев до 500-600 С и диффузионное насыщение в газовой среде в контейнере, содержащей карбамид, о т -2Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения скорости насыщения, кислородсодержащий агент подают в контейнер циклически.148297 б Составитель И.Петроведактор М.Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор И,Мус 787/22 Тираж 941Государственного комитета по113035, Москва, Жодписное ка обретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб , д. 4/5 В оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10