Способ азотирования

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ па 945244 Союз СоветскикСоцмапистнческмнРеспублик1 Ьаударстюный камитет СССР ао делам изобретений и отнрытиЯ(28) Приоритет Опубликовано 23.07.82. Бюллетень27 Дата опубликования описания 23.07,82(72) Авторы изобретения Э. Ш. Суходрев, Е, И. Понкратин, Л. Р. Дудецкая,Г. В. Дегтярев и В. К. Игнатови Физико - технический институт АН Белорусской СР(54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частное-ти, к азотированию,Известны, способы азотирования, при которых изделия нагревают, выдерживают в насы 5щающем газе, затем охлаждают в токе насыщающего газа.Недостатком этих способов является об.разование на поверхности изделий хрупкоговысоконитридного слоя, а также повышенный расход газа 1.Для сокрашения длительности процессаприменяют двойной режим азотирования. Однако при этом не устраняется полностьюобразование хрупкого высоконитридного слоя,а расход газа остается значительным.Для. снижения хрупкости азотированногослоя при окончании процесса азотированияаммиак вытесняют аргоном 2, а для устранения- фазы и сокращения расходагоаммиака газ подают порциями 3.При всех указанных способах азотированиярасход газа остается значительным, а регулирование процесса затруднено. 2Известен спосоЬ оЬраЬотки поверхностистали, при котором стальные изделия обрабатывают в смеси насыщающих газов при 500 -600 С в течение 0,5 - 3 ч, выдерживают от 6до 120 с на воздухе до образования на поверх.ности пленки из ЕеэО, после чего охлаждаютдо комнатной температуры 4.Недостатком указанного способа являетсявысокий расход насышаюшего газа, так какдлительность его подачи превышает 93% отобщей продолжительности процесса, протекающего при повышенной температуре, Кроме того, малая длительность выдержки на воздухепри высокой температуре не позволяет устранить образование хрупкой высоконитриднойзоны,Целью изобретения является снижениерасхода насыщающего газа и устранение хрупкости азотированного слоя.Поставленная цель достигается тем, что вспособе азотирования металлических изделий,включающем нагрев до температуры азотирования, выдержку в насышаюшем газе, выдержку в окиспитспьной атмосфере и охлаждение, 945244выдержку в окислительной атмосфере прово. дят при 620 - 750 С, а охлаждение осуществляют до температуры азотирования с последующей выдержкой при этой температуре. В про. цессе выдержки в насьпцающем газе после образования высоконитридной зоны через определенньв промежуток времени, составляю щий 20 - 90% от общей длительности выдержки при температуре насыщения, подачу газа прекращают и повышают температуру поверх. ности изделия до образования на ней плотной окисной пленки РезО+ЕеОй затем охлаждают поверхность до температуры насыщения и далее ведут процесс диффузионного. рассасывания без подачи насыщающего газа, При этом поверхность стальных изделий нагревают до 620 - 750 С и, при необходимости (в зависимости от марки стали), производят выдержку до образования окисной пленки, препятствующей выходу азота из поверхности изделия в атмосферу. Это способствует расса. сыванию высоконитридной зоны за счет диффузии азота вглубь металла и полностью исключает образование в азотированном слое хрупкой высоконитридной зоны.Данный процесс применим как для коротких режимов азотирования до 8-10 ч), так и для длинных (до 60-80 ч). Длительность выдержки в насыщающем газе определяется из условий образования высоконитридной зоны и количества продиффундировавшего в металл азота.При длительности выдержки в насыщающем газе менее 20% от общей длительности процесса глубина и твердость образующегося азотированного слоя недостаточны, Если же оиа превышает 90% от общей длительности выдержки при температуре насьпцения, то для устранения 5 хрупкой высоконитридной зоны необходимозначительное увеличение длительности диффузи.онного рассасывания, что удлиняет весь процесс азотирования.Проводят сравниваиие результатов (расходнасыщающего газа, глубина диффузионногослоя, наличие хрупкой нитридной фазы на поверхности изделия), полученных при азоти.ровании штамповой стали Ди 23 по предлагаемому способу и по известному, а также по 15 наиболее распространенному в практике машиностроительных предприятия способу, который принят в качестве базового объекта, Азотирование проводят в печи Ц - 60, переоборудованной под азотирование.20 Результаты испытаний приведены в таблице. Полученные результаты свидетельствуют отом, что предлагаемый способ азотирования обеспечивает снижение расхода газа при дости женин одинаковой глубины диффузионногослоя примерно в 4 раза, при этом полностью исключается образование на поверхности иэде.лий хрупкой высоконитридной зоны.Кроме того, в связи с уменьшением продолжительности активной выдержки в среде насыщающего газа производительность оборудования для аэотирования повышается в 3 - 4 раза,Составитель Н, ШепитькоТехред Т, Чаточка Редактор Н. Гунько Корректор О. Билак Заказ 5267/37 Тираж 1053ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Подписнос Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 945244 8ф о р м у л а и з о б р е т е н и я дят в течение 20 - 90% времени общей длитель.1. Спосбб азотирования металлических изде. ности выдержки,лий, включающий нагрев до температуры азо.тирования, выдержку в насыщающем газе, вы- Источники информации,держку в окислительной атмосфере и охлажде принятые во внимание при экспертизение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, юо,с 1. Лахтин, Ю. М., Коган Я. Д. Азотированныецелью снижения расхода насыщающего газа стали, М., "Машиностроение", 1976,и устранения хрупкости азотированного слоя,выдержку в окислительной атмосфере прово. Авторское свидетельство СССР й" 516760,дят при 620 - 750 С, а охлаждение осуществля О кл. С 23 С 11/16, 1973.ют до температуры аэотирования с последующей 3. Авторское свидетельство СССР й 663757,выдержкой при этой температуре, . кл, С 23 С 11/16, 1976.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й о я 4, Патент Японии У 53 - 371,тем, что выдержку в насыщающем газе прово кл. С 23 С 11/18,