Состав для нитроцементации стальных изделий
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(54) СО СТАЛ ЬН (57) Иэо в частно ке стал легиров ции и н дах на о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ л, ЛЬ 45 , В.Н.Тарасов, В,В,ДежеСТАВ ДЛЯ НИТРОЦЕМЫХ ИЗДЕЛИЙбретение относится к металлургии сти к химико-термической обработных изделий преимущественно из анных сталей, а именно к цементаитроцементации в порошковых среснове древесного угля и может быть Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, преимущественно из легированных сталей, а именно к цементации и нитроцементации в порошковых средах на основе древесного угля, и может быть использовано в машиностроении для упрочнения стальных иэделий,Цель изобретения - интенсификация процесса, повышение микротвердости, технологичности, снижение стоимости и расширение технических возможностей.Состав содержит, мас,: щавелевокислый аммоний 1,5 - 5,0; природный вулканический перлит 16-30; древесный уголь остальное, Для обработки нержавеющих высокохромистых сталей дополнительно вводят 0,5 - 1,5 мас,.",ь щавелевокислого или лимоннокислого натрия,Функциональное назначение вводимых компонентов. й.Ы 3 иц 1 6 использовано в машиностроении для упрочнения стальных изделий. Цель - интенсификация процесса, повышение микротвердости, технологичности, снижение стоимости и расширение технических возможностей. Состав содержит, мас.Д:аммоний щавелевокислый 1,5 - 5,0; перлит природный вулканический 16,0 - 30,0; древесный уголь - остальное, Для обработки нержавеющих высокохромистых сталей дополнительно вводят 0,5-1,5 мас,% натрия щавелевокислого или лимониокислого, Состав позволяетинтенсифицировать процесс насыщения в 1,1 - 1,6 раза, повысить технологичность, микротвердость в 1,1 - 1,2 раза и снизить стоимость е 1,2 - 1,7 раза, 1 з,п,ф-лы, 2 табл,Природный вулканический тонкодисперсный перлит практически содержит все соединения, обеспечивающие образование активного атомарного углерода у поверхности цементуемой детали. Такими соединениями являются окислы кальция, магния, железа, натрия, содержащиеся в природном перлите в количестве до 12 - 14. Одновременно в перлите имеется кристаллически связанная влага, обеспечивающая образование окиси углерода в присутствии древесного угля, а увеличение удельного обьема перлита при температурах химико- термической обработки улучшает условия подвода газообразных продуктов в поверхности деталей, находящихся в садке,Щавелевокислый аммоний является поставщиком атомарного азота, в присутствии которогО в высокотемпературных процессах активизируется насыщение поверхности деталей углеродом.Щавелевокислый или лимонный натрийявляется депассиватором при обработкесклонных к образованию пассивных пленоквысокохромистых сталей, а также облегчаетдиффузию углерода в слое при минимальном в сравнении с известными натрийсодержащими депассиваторами внутреннемокислении поверхности зоны диффузионного слоя,.Введение в древесный уголь природного перлита и щавелевокислого аммониявместо четырех-пяти компонентов в известных соСтавах при минимальной стоимостикомпонентов обеспечивает высокую активность состава при цементации малоуглеродистых и легированных конструкционныхсталей.Нагрев деталей иэ сталей 18 ХНВА,18 ХГТ, 25 ХГСА, 12 Х 17 Н 2, 1 Х 13 проводят супаковкой в ящички из нержавеющей стали 2012 Х 18 Н 10 Т, для нагрева используют малогабариТные малоэнергоемкие печи СНОЛ 1,6.2,5,1111 М, СНОЛ,6,2,5,1/9 М 2, отпускпроводят в электрошкафах СНОЛ,/3,5,П р и м е р 1, Состав для цементации 25упоров диаметром 8 мм и длиной 12 мм изстали 20 Х 13 готовят смешением порошкаприродного перлита в количестве 30 мас, ),березового угля Фоакции 2-3 мм в количестве 55 мас.и щавелевокислого аммония 5 30мас,0 ,Детали после засыпки и герметизацииящичков нагревают до 920 С и выдерживают в течение 4 ч, закалку проводят От темп вратур цементации в подогретом до 70 " 35машинном масле, Отпуск ведут при 250 С втечение 3,5 ч.В результате обработки на внутреннихи боковых поверхностях со сложными переходами сечений сформирован диффуэионный слой, равномерный по толщине имикротвердости, практически без зонывнутреннего окисления, Количество карбидов в слое 120 - 150 мкм составляет 47-50мас,% микротвердость в пределах Но,а = 45987-1014 при твердости сердцевины НРС== 43 - 45,При минимальных затратах на приготовление состава в условиях неспециализированного термического участка мелкосерийного машиностроительного предприятия ресурс работы цементированных изакаленных деталей повышается в 1,7 раза,Технология исключает применение соединений, содержащих цианантные группы, условия труда улучшаются, исключеноиспользование дефицитных компонентсв,удельные затраты на химико-термическуюобработку сокращаются на 25-30%,В табл, 1 приведены результаты сравнительных испытаний предлагаемого и извест- НОГО составов,Из табл, 1 следует, что наблюдается повышение микротвердости в 1,2 раза, интенсификации процесса в 1,1-1,2 раза, а стоимость состава снижается в 1,4-1,7 раза,П р и м е р 2, Корпуса распылителей дизельного топлива изготовляют из стали ЗОХГСА и проводят нитроцементацию при 900 С в течение 1,5 ч, Состав содержит 1,5 мас.щавелевокислого аммония, 16 мас,природного вулканического перлита, 82,5 мас % древесного березового угля, Закаливают с температурь 1 насыщения, После закалки и отпуска при 180 С корпуса имеют твердость рабочего канала НВС = 6264. равномерну 1 о по всей высоте, при этом после термической обработки требуется лишь доводка 2-5 мкм. Ресурс работы корпусов после обработки в предлагаемом составе повышаетс до 2840 ч по сравнению с 2170 ч, полученными при обработке в известном составе,Упрощается приготовление состава. исключено поступление хлорсодержащих компонентов в атмосферу печи, удельные затраты на ьспомогательные материалы при термической обработке снижаются на 30%.Наиболее эффективно использование состава для восстановления деталей в ремонтном цехе машиностроительного предприятия.При введении в состав лимоннокислого или щавелевокислого натрия становится возможным проведение нитроцементации в процессе нагрева для закалки деталей и оснастки иэ высокохромистых сталей беэ никеля и с никелем: 10 Х 13, ЗОХ 13, 25 Х 17 Н 2, 14 Х 17 Н 2 при 950 - 1000 С, Атомарный натрий инициирует диффузию углерода в высокохромистых сталях, в связи с чем наблюдается интенсификация процесса насыщения данных сталей,В табл, 2 представлены результаты исследований и испытаний на стали 2 ОХ 13.Анализ данных табл, 2 показывает, что при использовании предлагаемого состава микротвердость увеличивается в 1,1 - 1,15 . раза, глубина слоя - в 1,3 - 1,6 раза, а стоимость снижается в 1,2-1,4 раза.П р и м е р 3, Штамповые вставки для горячей высадки болтов изготавливают из стали 5 ХНМ и нагревают для закалки с засыпкой внутреннего канала диаметром 10 мм предлагаемым составом, содержащим 4 мас."щавелевокислого аммония, 1,5 мдс,щавелевокислого натрия, ЗО мас.ф природного вулканического перлита, 64,5 мас.7 ь древесногс, угля, 1696572После прогрева садки до 860 С и выдержки в течение 3 ч вставки закаливают в масле и отпускают при 450 С в течение 2,5 В результате обработки на рабочей поверхности вставок получен равномерный износостойкий слой, позволяющий провести высадку 8460 болтов иэ стали ЗОХГСА против 6230 штук, обработанных в известном составе, Суммарные затраты на приготовление состава снижаются в 1,5 раза, обработку стало возможным проводить в условиях неспециализированного участка инструментального цеха.П р и м е р 4, Иглы распылителей дизельного топлива судовых дизельных двигателей 8 МЧ 038/42 из стали Р 6 М 5 обрабатывают в процессе нагрева для закалки в составе, содержащем 5 мас.щавелевокислого аммония, 1.5 мас.фщавелевокислого натрия, 30 мас,фприродного вулканического перлита и 63,5 мас,древесного угля,В процессе нагрева и выдержки при 940 С в течение 2,5 ч на поверхности сформирован диффузионный слой глубиной 290 мкм с содержанием карбидов 48-50,5 мас. . При уменьшении энергозатрат. связанных с повышенной скоростью карбидообразования на 30 в сравнении с известным способом, износостойкость игл повышена в 1,4-1,5 раза.При обработке предлагаемым составом практически исключено внутреннее окисление поверхности, припуск на шлифование уменьшается на 20 - 25 мкм, что позволяет сократить трудоемкость притирки и доводОдновременно не наблюдается активного сажеобразования и выделения избыточных газов окиси углерода и аммиака при прогреве и выдержке, Остатки перлитоу гольной засыпки используют повторно, трехкратно, добавляя новые порции щаве левокислого аммония, перлита и щавелевокислого натрия, Состав применим при пониженных температурах 600 - 620 С для нитроцементации пресс-форм и фильер в засыпке иэ отработанного состава с введе нием щавелевокислого аммония,Таким образом, при минимальных затратах на вспомогательные материалы расширены возможности состава применительно к высоколегированным сталям в 15 интервале температур 600-950 С. Использование предлагаемого состава позволит повысить микротвердость в 1,1 - 1,6 раза и снизить стоимость обработкив 1,2 - 1,7 раза,20 Формула изобретения1. Состав для нитроцементации стальных изделий преимущественно из легированных сталей, содержащий древесный уголь и аммонийсодержащее вещество, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса, повышения микротвердости, технологичности и снижения стоимости, он дополнительно содержит природный вулканический перлит. а в каче стве аммонийсодержащего вещества - щавелевокислый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.: щавелевокислый аммоний 1,5 - 5,0; природный вулканический перлит 16-30; древесный уголь 35 остальное.2. Составпо п.1, отличающийсятем, что, с целью расширения технических возможностей, он дополнительно содержит 0,5-1,5 мас.ф щавелевокислого или лимон-40 накислого натрия.31 в ог 4 лх л х 1 ц о х % М е ох хоймлхат ОК 5 ХХХХЕаЕ Со О О.О е 4е- Ч Ч е- Р. ххс Ф 0 Щ о Ф ХЦ 31 В30 1 1О 3е Ох1 9 11 1-о сч Ф о о о Щ О е е Ч сч Ч:хоьс95 М)Х АЙ;Час 3 ОЕ ВСЗОсс юац, Р ооооо млоо ммм с. лмг з О 3 О О ОС СЧ СО Ос О 3 О О 1 о 1 1 Л р ф 0 .3 У 1. Ро г ооч оъ м 3 3-Що-т о ВОО Э ХРР Хзо х влсо э ВЧ ч а о еЧо О СОУ ф л О о СР О О ео х1 3 х еО фг 1 ЖЗ эч 3 Щах а л 3 3 О ее э хач х з Х 1" ц 9 ВЖоЛ 9 Щхк хххеоа сс 1 зчо 5 Х 1фма ае- о 3- ХО Е О о ьФЧ 0 518 гх 1" о 9 В Щ Х ао еО е аоо е е е ч о 3 со лсо ВО О ГОЖ- М О 3 - Ц
СмотретьЗаявка
4728240, 07.08.1989
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6219, ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-8312
ТАРАСОВ АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ, ТАРАСОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, ДЕЖЕНИН ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ, КАРИХ ГАЛИНА АНАТОЛЬЕВНА
МПК / Метки
МПК: C23C 8/22
Метки: нитроцементации, состав, стальных
Опубликовано: 07.12.1991
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1696572-sostav-dlya-nitrocementacii-stalnykh-izdelijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Состав для нитроцементации стальных изделий</a>
Предыдущий патент: Способ химико-термической обработки изделий из железоуглеродистых сплавов
Следующий патент: Способ обработки деталей из нержавеющих сталей
Случайный патент: Трибуна