Способ обработки стальных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 75 1)5 С ЗОБРЕТЕН ОПИСА ВУ ОМУ СВИДЕТЕ К АВТ(71) Киевское станкострои производственное объединение рькогои Киевский политехнически ут(56) Лоскутов В.Ф Хижняк В.Г., Бякова А.В.и др. Многокомпонентные покрытия на сталях,/Сб.: Защитные покрытия на металлах,Киев: Наукс)ва Думка, 1980, вып, 14, с, 46 - 47,(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относ лургии,в частности к химико-те бработке металлов, и может б овано в тельное им.М,Го и инстит тов, М,В заренко ится к метал рмической о ыть использ Изобретение в частности к хим ке металлов, и м машиностроении костроении для у оснастки (штамп щих в услових ин ударных нагруэо ОТНОСИТСЯ и ко-термич ожет быть , приборос прочнения ы, пресс-фо тенсивного к металлургии, еской обработиспользовано в троении, стан- инструмента и рмы), работаю- изнашивания и упкости и попри сохраненесение на иэделия а толщиной 35 - 40 й в реакционную кажащей титан и дрерование, нагрев до я, ввод четыреххлоОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР Цель - снижение микро ристости поверхностного сл нии твердости. Способ включает на гальванического хром мкм, помещение издели меру со смесью, содер весный уголь, вакууми температуры насыщенимашиностроении, приборостроении, ста костроении для упрочнения инструмента оснастки (штампы, пресс-формы), работающих в условиях интенсивного изнашивания и ударных нагрузок. Цель - снижение микрохрупкости и пористости поверхностного слоя при сохранении достаточной твердости, Способ включает нанесение на иэделия гальванического хрома толщиной 35 - 40 мкм, помещение изделий в реакционную камеру со смесью, содержащей титан и древесный уголь, вакуумирование, нагрев до температуры насыщения, ввод четыреххлористого углерода, изотермическую выдержку и охлаждение со скоростью 750 - 850 С/ч, Способ позволяет снизить микрохруг)кость покрытия в 1,1 - 1,4 раза, пористость - в 3 - 7 раз при сохранении достаточной твердости.1 табл. ристого углерода, изотермическую выдержку и охлаждение со скоростью 750 - 8500 С/ч,Снижение микрохрупкости и пористости слоя обусловлено формированием многослойного покрытия на основе карбида титана и твердого раствора титана и хрома в результате диффузионных процессов, происходящих при титанировании сталей с гальваническим хромом толщиной 35 - 40 мкм и скорости охлаждения после титанирования 750 в 8 С/ч.Четыреххлористый углерод, введенный в реакционное пространство при комнатной температуре, способствует тому, что интенсивное хлорирование титана с образованием хлоридов титана начинается уже при 40 - 50 С. Кроме того, возможно протекание реакций взаимодействия гальванического5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 хрома с хлором с образованием хлоридовхрома, Термодинамический анализ возможных реакций показал, что вероятность протекания реакций хлорирования титанавозрастает при наличии в реакционном пространстве хлоридов хрома, Развитая вследствие наличия значительного количествапор и несплошностей поверхность гальванического хрома активно адсорбирует атомы титана, которые диффундируют в глубьгальванического хрома и стали, образуя врезультате взаимодействия с углеродомкарбид титана. Поры и несплошности в этомслучае исчезают, При этом наблюдаетсявстречная диффузия железа стали к границе: газовая среда - поверхность, что приводит к снижению пористости имикрохрупкости слоя при сохранении достаточной твердости.Охлаждение со скоростью 750-850 С/чпредотвращает скопление вакансий на дефектах кристаллической решетки покрытия(границы зерен, границы раздела слой -стальная основа). Это в итоге также приводит к снижению пористости и микрохрупкости аллоя,Кроме того, при охлаждении со скоростью 750-650 С/ч происходит закалка участков стальной основы непосредственнопод слоем. Это исключает необходимостьупрочняющей термической обработки иэделий н предотвращает образование пор, растрескивание и охр 1 пчивание покрытия.Способ осуществляют следующим образом.В герметичную реакционную камеру помещают пороаок титана и древесный уголь ввиде кусков произвольной формы, Затем в камеру загружают изделия, предварительно подвергнутые гальваническому хромированию столщиной слоя 35-40 мкм. При помощи вакуумного насоса создают в ней разрежение, 5 10 мм рт.ст., отключают насос, вводят вреакционную камеру четыреххлористый углерод из расчета 1,5 мл на 1 м насыщаемойповерхности, производят нагрев до температуры насыщения и осуществляют изотермическую выдержку в течение 2-4 ч. Послеокончания процесса насыщения детали вместе с реакционной камерой охлаждают до комнатной температуры со скоростью750-850 С/ч.В таблице приведены свойства покрытий на инструментальных сталях У 10 А, 9 ХС,Х 12 М, полученных по известному и предложенному способам. Примеры 5, 6 показывают свойства покрытий, полученных наинструментальных сталях с гальваническими покрытиями, толщины которых выходят за рамки заявляемых. В примерах 9, 10 охлаждение осуществляли со скоростями, выходящими за рамки заявляемых. При этом резко возросли микрохрупкость покрытия и его пористость,Пористость покрытий определяют следующим образом.Образцы с покрытиями диаметром 30 мм обезжиривают в спирте, высушивают, помещают на пропитанную реактивом фильтровальную бумагу и выдерживают в течение 10 мин, Реактив для пропитки имеет следующий состав; йаС 60 мг/л; Кз(ГеСМ)6 10 г/л и1 Сз 60 мг/л. Пористость оценивают по количеству отпечатков пор на фильтровал ь ной бумаге, посчитанных визуально, отнесенных к 1 мм обработанной поверхности. икрохрупкость покрытий оценивают по изменению количества отпечатков с трещинами при увеличении нагрузки на инденторе прибора ПМТи определяют по формулесгу=Ро ОРгде Ро - нагрузка, при которой количества отпечатков с трещинами и без них равны;бг, - тангенс угла наклона кривой, описывающей зависимость увеличения количества отпечатков с трещинами от роста нагрузки на инденторе прибора ПМТ-З.Таким образом, предложенный способ позволяет снизить микрохрупкость покрытия в 1,1-1,4 раза, а пористость - в 3 - 7 раз при сохранении достаточной твердости.Формула изобретения Способ обработки стальных изделий преимущественно из инструментальных сталей, включающий помещение иэделий в камеру со смесью, содержащей титан и древесный уголь, вакуумирование, ввод четыреххлористого углерода, нагрев до температуры насыщения, изотермическую выдержку и охлаждение, о т л и ч а ю щ и йс я тем", что, с целью снижения микро- хрупкости и пористости при сохранении твердости, предварительно проводят нанесение на изделие гальванического хрома толщиной 35-40 мкм, а охлаждение осуществляют со скоростью 750- 850" С/ч.- ОЪ ОЪ С) СЧ СЧ ооо о о ) а о с Сч СЧ СЧ ооо а ЭЛ Ф о -с 5 Б ооо ооо ооо ОЪ О СО о с Б с о 1% 5 1- 2 а х К 5 д Ф о Фф Ф За23 д е д е1- о о О 5 а 1 О с 2 у 5 Ф О а Д о с й Э 1 ооо ооо оооо 2 а дс о в с Щ Ф 1- о 5 о ф о)-саф 5 2 1 о Ф Бь о с 5 Ф о 551 а Ф 5 с 5 а Щ Ф Ф а с х а с о Х 2 д Э с о с Щ д Щ 1 5 Щ С 5 Я 5 Ф о а 5 Е о а ;э Е о о Ф 5 ф Ф Х 2 ооф Ф Й С) ОООЕ 1 СЧСЧф ф С 1 С ) С 1 О О О 1.0 СЧ СЧ ооо ооф- ф- Ю СЧ СЧ СЧОФООООо ооо ооо ооо ф ф со о о о сч сч сч о о оо о о ооофф ОООСЧСЧСЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ С СО ОЪЮ Г) ЛД ;Сс--ОО ОООО 1 Л Й Ю) О О) ОЪ оооооо осчосчБ Б х хс" ХФ Х1627589 Ф у5 ло.йЩ .ФОФДо з Ф ао фф УосОо лс оо 3 о оф- оо о о м м м о о о м сч оо ооо СЧ СЧ СЧ ооо ооо м ос о ооо во о СО СО СО СЧ СЧ СЧ ооо ода оо Ж О 7 оо оо О й оо ол оо осчх 2 о)(с Л ОХ о )( (1 оО Х5 х оа а0 с а Е М Я ф 5 х о Ж С 4, мсф 5 5 ха хщс ффо фО 5аа Д 5 Х са фо Щ а ооо ооо ооь сГ с сГ СЧ СЧ СЧ 1 т х с оофо а а фоц5 О ф5Э р 5 М - щ ф щофо с а 1 а х ас 5 1627589 о ос ооо о о о СО СО СО о х аофах ОС 1 0 ффос о ьс м Хт 5 к ВЯ 5 ха 5 с .а хс щфи щсфа 15 с оа ао х О 1 Е