Способ газовой цементации изделий из сплавов железа

.14 ЦГР"д ЫБ .г:1 ЭЕА гО"УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОГ ИСАН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Г 21) 404798/02Г 22;. 30,12 8848) 30.0 .91. Ьюл, Га 20(54) СПОСОБ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ ИЗ,ДЕЛИЙ ИЗ СПЛАВОВ ЖЕЛЕЗА57 Изобретение относится к области металлургии, в частности, к химико-термической ооработке, а именно к процессам газовой цементации, и может быть использовано в машиностроенли, автомобиле-и авиастроении, приборостроении и других отраслях промышленности для поверхностного упроИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процесса газовой цементации, и может быть использовано в машиностроении, автомобиле-и авиастроении, приборостроении и других отраслях народного хозяйства для поверхностного упрочнения изделий из сплавов железа,Цель изобретения - интенсификация процесса, повышение качества цементации за счет равномерного распределения углерода по глубине,Способ газовой цементации изделий из сплавов железа включает выдержку при 950501652375 А 1 чнения изделий из сплавов железа. Цель - интенсификация процесса и повышение качества цементации за счет равномерности распределения углерода по глубине, Способ газовой цементации изделий включает выдержку при 950-1150 С подачу газовой смеси, содержащей углеводород и диоксид углерода в соотношении 1:(1-4), внутрь обьема насыщения по металлическому тракту с вращающимися частями, в которые помещен никельсодержащий катализатор, подачу газовой смеси и циркуляцию газовой смеси через цементирующую садку, на вращающихся частях металлического тракта поддерживают температуру 0,88-0,93 температуры обьема насыщения изменением расхода газовой смеси. В результате использования способа улучшается качество цементации за счет увеличения скорости науглероживания в 2 и более раэ и, соответственно, производительность установки и на 7-1070 улучшается распределение углерода по глубине цементованного слоя, 2 табл,1150 С, подачу газовой смеси, содержащий углеводород и диоксид углерода в соотношении 1:(1-4), внутрь обьема насыщения по металлическому тракту с вращающимися частями, в которые помещен никельсодержа. щий катализатор, и циркуляцию газовой смеси через цементуемую садку, при этом на вращающихся частях металлического тракта поддерживают температуру 0,88-0,93 температуры обьема насыщения изменением расхода газовой смеси. Способ осущест вляется следующим обзом, 1652375В объем насыщения углеродом загружают изделия из сплавов железа, Нагрев до температуры цементации осуществляют нагревательными элементами, По достижении в объеме насыщения 750 С по металлическому тракту, заполненному никельсодеожащим катализатором, подают газовую смесь углеводорода и диоксида углерода в соотношении 1:(1-4), В качестве углеводорода используют газообразные углеводороды; метан (СН 4), пропан СзНэ), бутан (С 4 Н 1 о) и их смеси, э в качестве никельсодержащего катализатора - его окислы, которые на начальной стадии конверсии восстанавливаются до металлического никеля,Использование никельсодерджащего катализатора и введение диоксида углерода способствуют ускорению конверсии углеводорода и получению контролируемой атмосферы с полностью отсутствующим балластом - азотом, что приводит к повышени:о нэуглероживающих и восстановительных свойств атмосферы.Взаимодействие углеводорода и диоксида углерода протекает с поглощением тепла, за счет этого происходит охлаждение вращающихся частей металлического тракта. Температуру вращающихся частей металлического тракта на уровне 0,88-0,85 температуры объема насыщения поддерживают регулированием скорости подачи в него газовой смеси,Эксперименты проводили на полупромы шленном стенде.Стенд представляет собой шахтную безмуфельную электропечь с открытыми нагревателями, снабженную вентилятором на крыше электропечи, направляющим аппаратом в виде стенок корзины для загрузки деталей и тарельчатого насадка нэ крыль- чатку вентилятора с отверстием в центральной части, системой подвода газовой смеси и удаления избыточной атмосферы,В качестве системы подвода газовой смеси используют модернизированную зэ счет установки дополнительной обводной линии на газодувке и ротаметра на выходе газосмесительную аппаратуру установки ЭН.Процессу цементации подвергали садку массой 200 кг деталей из стали 12 ХНЗ, Газовый анализ атмосферы стенда осуществляли посредством газоанализаторов ОА(содержание СОЯ, ГИАМ(содержание СО), хроматографа "Газохром" (содержание Н 2), а также ВТИ. В процессе цементации через 1-3 ч осуществляли измерение углеродного потенциала прямым методом (метод фольги).5 10 15 20 Формула изобретения Способ газовой цементации изделий из сплавов железа, включающий выдержку при 950-1150" (., подачу газовой смеси внутрь обьема насыщения по металлическому тракту с вращающимися частями и циркуляцию смеси через цементуемую садку, о т л и ч эю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества цементации за счет равномерности распределения углерода по глубине, в качестве газовой смеси используют углеводород и диоксид углерода в соотношении 1:(1-4), а внутрь вращающихся частей металлического тракта помещают никельсодержэщий катализатор и на вращающихся частях металлического тракта поддерживают температуру 0,88-0,93 температуры объема насыщения изменением расхода газовой смеси 40 45 50 55 Для определения скорости насыщения, послойного химического анализа цементованного слоя по определению распределения содержания углерода по глубине проводили металлогрэфические исследования,Результаты представлены в табл.1.В таблице равномерность распределения углерода по глубине слоя цементации характеризуется отношением а:100 оСгде С - содержание углерода в поверхностном слое;С 1 - содержание углерода на глубине, равной 1/3 толщины слоя цементации от поверхности металла.В табл.2 представлены данные по скорости науглероживания и равномерностираспределения углерода в зависимости от различного соотношения углеводорода и диоксида углерода,Из табл.1 и 2 следует, что при запредельных значениях интервалов числовыхзначений величин качество процесса цементации ухудшается в несколько раз,По сравнению с известным предложенный способ обеспечивает увеличение в два и более раз скорости науглероживания или, соответственно, производительности установки; улучшение на 7-10 распределения углерода по глубине цементованного слоя.Кроме того, в рабочем пространстве печи образуется контролируемая атмосфера с высокими науглероживающими и восстановительными свойствами при полном отсутствии балластного азота,тный способ Извес 23 0,08 950 0,87 91 93 94 б15,19 6,3 6,10,20 Температура обьема насыщениято.н,С 930 950 930 930Неудовлетворительное качество Температура вращающихся частеи т т,С 905 921 907 925 0,97 0,97 0,97 0,99 Скорость науглероживания,мм/ч 0,05 0,07 0,05 0,07 0,24 0,26 0,25 0,08 0,43 0,44 0,43 0,13 Равномерность распределения углерода по глубине слоя а,б 7 5 21масыщения,о 50 0,8 07 0,0 6 22 115 0,8 1012 1050 1070 1080 8 0,9 108001050 0,9 0,9 О, Качество неудовлетворительное.Изделия покрыты плотным слоем сажи,Окисление поверхности изделий. Составитель Н,СункинаРедактор Л,Веселовская Техред М,Моргентал Корректор М,Д Заказ т 49 Тираж 571 ВНИИПИ Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж, Р,41 ,43 ,42 ,10 5,90 6,20 6,10 0,19 Равномерность распределе ния углерода по глубине слоя а