Способ низкотемпературной нитроцемен-тации стальных изделий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕПЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Рвспублик(51)М. Кл.з С 23 С 11/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙЦель изобретения - повькиениедолговечности деталей за счет повышения их поверхностной твердости,износостойкости и контактной выносливости и увеличения эффективнойглубины карбонитридного слоя.Поставленная цель достигаетсятем, что процесс ниэкотемпературнойнитроцементации ведут в,углеродо азотистой среде с регулированиемподачи компонентов, причем подачуаэотсодержащего компонента периодически уменьшают к концу процесса,.а подачу углеродсодаржащего компонента соответственно увеличивают. Изобретение относится к химико- термической обработке сталей и может найти широкое применение в машиностроении для упрочнения деталей, подверженных износу и работающих в условиях сухого или полусухого трения.Известен.способ насыщения поверхности стали углеродом и азотом в атмосфере, состоящей из 50 аммиака и 50 пропана 1.Нитроцементация стали известным способом при 660 С эа 4 ч обеспечивает получение карбонитридного слоя глубиной 0,020-0,030 мм и диффузионного слоя глубиной до 0,4 мм.Этот способ позволяет получать глубокие упрочненные слои,.Однако на поверхности слоя появляется пористая зона с пониженной микротвердостью, что снижает усталостную и контактную прочность деталей, а следовательно и их долговечность.Известен также способ ниэкотемпературной ннтроцементации стальных изделий, в котором эа счет регулирования подачи азот- и углерод- содержащих компонентов достигается повыаение прочностных характеристикизделий 2 .Причем нитроцементацию на первойстадии ведут в углеродсодержащейсреде, а на второй - ступенчатоувеличивают подачу углеродсодержащего газа и вводят азотсодержащийгаз, увеличивая подачу последйего 10 через определенные промежутки времени.Однако при этом способе такженевозможно достичь желаемых прочностных характеристик на иэделиях.15800236 Т а б л и ц а 1 50 50 5050 50 50 570 50 50 50 50 50 50 600 30 70 50 50 70 30 600 70 30 70 70 30 600 70 30 50 50 30 70 600 30 70 30 70 30 70 600 Т а б л и ц а 2 1 20 0,010 45 0,010 0,0160,015 0,026 0,025 0,4 0,1 40 Х 00102 20 0,008 45 0,010 40 Х 0,012 0,010 0,016 0,025 0,022 0,4 0,014 0,008 0,032 0,034 0,4 0,5 0,025 0,3 Целесообразно вести процесс втри стадии равной длительности,причем на первой стадии соотношениеазотсодвржащего и углеродсодержащегокомпонентов составляет, ; 60-70:40-30, на второй стадии - 45-55: 555-45 и на третьей стадии - 30-40:70-60 соответственно.Предложенный способ осуществляютследующим образом.В печь, нагретую до рабочей тем- Опературы 500-700 С, загружают приспособления с деталями из стали 20,40 Х. Для вытеснения иэ рабочего пространства печи кислорода печь в течение 5-10 мин продувают азотом. Затемв течение первой трети времени общейдлительности процесса, в печь подаютгазовую смесь, состоящую из 60-70 Ъазотсодержащих газов и 40-30% углеродсодержащих газов, Во вторую третьвремени общей длительности процесса 26количество подаваемого аэотсодержащего газа уменьшают до 45-55, а количество углеродсодержащего газаувеличивают до 55-45,В последнюютреть времени общей длительности 23процесса соотношение подаваемых азотсодержащего и углеродсодержащего газов составляет 30-40 Ъ и 70-60% соответственно.Перед выгрузкой деталей иэ печирабочее пространство освобождают отвзрывоопасной атмосферы азотом в течение 5-10 мин.При общей выдержке 3 ч, продолжительности каждого периода 1 ч иотемпературе процесса 570 С образуется плотный карбонитридный слойтолщиной 0,016-0,020 мм, при 600 Си выдержке 3 ч - слой толщиной0,024-0,40 мм.Периодическое уменьшение подачиазотсодержащего газа и увеличениеподачи углеродсодержащего газа позволяет к концу процесса снижать аэотирующую способность атмосферы,предотвращая тем самым высокую концентрацию азота в поверхностных зонах слоя, а следовательно, и образование пористости.В табл. 1-3 представлены данные,позволяющие судить о влиянии количества и соотношений углерод- иазотсодержащих компонентов на свойства обрабатываемых изделий,800236 Составитель Л. БурлиноваРедактор И. Ковальчук Тех ед Н,Г аб Ко ектор В. Синицкая Заказ 10323/28 Тираж 1059 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва ЖРа ская наб., д. 4 5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тем, что, с целью повышения долговечности иэделий за счет увеличения,глубины слоя и повышения его качества, выдержку осуществляют в три стадии равной длительности, причем соотношение азотсодержащего и углерод-.содержащего компонентов на первойстадии 60-70 г 40"30, на второй стадии " 45-55 г 55-45 г на третьей -30-40:70-60 соответственно. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Прженосил Б. Нитроцементация , Л., "Машиностроение", 1969,с. 121.52. Авторское свидетельство СССРР 2356602, кл. С 23 С 11/18,1976.