СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, ИМЕЮЩИХ СЛОИСТУЮ СТРУКТУРУ, ОБУСЛОВЛЕННУЮ КОНТРАСТНЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ, НАПРИМЕР, УГЛЕРОДА И АЗОТА, ВНЕДРЯЕМЫХ В МЕТАЛЛ МЕТОДОМ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Российский патент 2004 года по МПК C23C8/34 C23C8/78 

Описание патента на изобретение RU2235146C2

Способ получения изделий из металлов и сплавов, имеющих слоистую структуру, обусловленную контрастными концентрациями легирующих элементов, например, углерода и азота, внедряемых в металл методом химико-термической обработки.

Изобретение относится к области машиностроения, а конкретнее к той ее части, которая решает вопросы термоупрочнения, термохимического упрочнения и термомеханического упрочнения.

Аналогом заявляемого способа является кузнечный способ изготовления стали, а именно получение резко контрастных по насыщенности углеродом многослойных изделий, имеющих высокие механические и декоративные свойства.

Известный кузнечный способ получения стали со слоистой структурой основан на механической сборке многослойных пакетов из чередующихся пластин высокоуглеродистых и низкоуглеродистых и дальнейшей их ковке с периодическим свертыванием заготовки. В процессе кузнечной обработки на любом ее этапе могут быть технологические дефекты, такие, как пережег и непровар.

Задачей изобретения является уменьшение вероятности получения технологических дефектов, например, пережега и непровара, на первой стадии формирования многослойного пакета чередующихся низкоуглеродистых и высокоуглеродистых пластин, а также получение многослойности в изделиях из металлов и сплавов, обусловленной разностью концентраций легирующих элементов, например, углерода, азота и т.д.

Задача изобретения решается способом получения заготовки для изделий из стали, включающим нанесение многослойного покрытия методом химико-термической обработки, при котором сначала проводят цементацию на глубину 0,8 мм, затем проводят обезуглероживание на глубину 0,15-0,2 мм, последующую нитроцементацию на глубину 0,05-0,08 мм и получают заготовку с семью слоями, имеющими концентрацию углерода и азота с разницей 0,4% и более, при этом химико-термическую обработку проводят в псевдоожиженном слое катализатора.

Сущность изобретения сводится к получению резкоконтрастных по содержанию углерода и/или азота слоев металла в изделии методами химико-термической обработки. То есть, поместив заготовку в рабочее пространство химико-термической установки, создавать последовательно разные рабочие атмосферы: насыщающую, обезуглероживающую, нейтральную, окислительную, и тем самым получать на определенных глубинах от поверхности заготовки слои с разнонасыщенной концентрацией диффундирующих элементов. Таким образом, получается многослойная по концентрациям, например, углерода, структура без операции ковки, а следовательно, такие дефекты, как, например, пережег и непровар не могут появиться.

Примером конкретного выполнения может служить заготовка под хозяйственный нож. Толщина ножа обусловлена законом и не может быть более 2,5 мм. Поместив заготовку из стали 20ХА в печь кипящего слоя, создадим насыщающую атмосферу с высоким углеродным потенциалом и выполним операцию цементации на глубину 0,8 мм, этим самым мы получим пластину, состоящую из трех слоев, внутренний слой с концентрацией углерода 0,15% и наружные слои с концентрацией от 1% плавно переходящие в структуру исходного материала. Далее, не доставая заготовку из печи, создадим обезуглероживающую атмосферу и проведем операцию обезуглероживания, которая понизит процентное содержание углерода на поверхности заготовки и в глубину заготовки на необходимую нам величину. Например, обезуглеродим поверхность до 0,1% углерода на глубину 0,15-0,2 мм, таким образом мы получим пятислойную пластину. Затем, не доставая деталь из рабочего пространства печи с кипящим слоем, создадим насыщающую атмосферу для выполнения операции нитроцементации и проведем операцию нитроцементации на глубину 0,05-0,08 мм и получим заготовку с семью слоями стали, имеющими разную с разницей 0,4% и более концентрацией углерода и азота.

Технико-экономическая эффективность будет заключаться в возможности изготовления новых изделий с повышенными эксплуатационными свойствами, исключив возможность появления технологических дефектов кузнечной обработки, например, таких, как пережег и непровар.

Похожие патенты RU2235146C2

название год авторы номер документа
Способ графитизации низкоуглеродистых сталей, совмещенный с предварительной цементацией в области температур полиморфного превращения 2019
  • Фокин Борис Викторович
  • Жуков Анатолий Алексеевич
  • Навоев Андрей Павлович
RU2695858C1
Способ нитроцементации высоколегированных сталей 1979
  • Шейндлин Борис Евсеевич
  • Краснер Марк Семенович
  • Дыбаль Василий Григорьевич
SU865973A1
СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ 1989
  • Костылева Л.В.
  • Пожарский А.В.
  • Ильинский В.А.
  • Рубцова Н.П.
RU2037556C1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ 2015
  • Соколов Александр Григорьевич
RU2590433C1
Способ упрочнения изделий из конструкционной стали 1982
  • Аксенов Александр Федотович
  • Назаренко Павел Васильевич
  • Полищук Ирина Евгеньевна
  • Ясинская Ольга Григорьевна
SU1087566A1
СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБЫ ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 1994
  • Блинов Ю.И.
  • Сельницын М.Г.
  • Пыхов С.И.
  • Лесничий В.Ф.
  • Беззубов А.В.
  • Козловский А.М.
  • Климов В.П.
RU2081205C1
Способ химико-термической обработки металлических изделий 1990
  • Ушаков Юрий Серафимович
SU1752826A1
СОСТАВ ДЛЯ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ 2006
  • Тарасов Анатолий Николаевич
  • Шалагинов Сергей Леонидович
  • Макарский Валерий Алексеевич
RU2314363C1
СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2014
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Измайлова Наиля Федоровна
  • Бахтиарова Евгения Вадимовна
RU2559606C1
ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ 1995
  • Белякова В.И.
  • Шалькевич А.Б.
  • Чепкин В.М.
  • Зубарев Г.И.
  • Фрейдин Э.И.
RU2094520C1

Реферат патента 2004 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, ИМЕЮЩИХ СЛОИСТУЮ СТРУКТУРУ, ОБУСЛОВЛЕННУЮ КОНТРАСТНЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ, НАПРИМЕР, УГЛЕРОДА И АЗОТА, ВНЕДРЯЕМЫХ В МЕТАЛЛ МЕТОДОМ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к той ее части, которая решает вопросы термоупрочнения, термохимического упрочнения и термомеханического упрочнения. Данный способ получения заготовки для изделий из стали включает нанесение многослойного покрытия методом химико-термической обработки, при котором сначала проводят цементацию на глубину 0,8 мм, затем проводят обезуглероживание на глубину 0,15-0,2 мм, последующую нитроцементацию на глубину 0,05-0,08 мм и получают заготовку с семью слоями, имеющими концентрацию углерода и азота с разницей 0,4% и более, при этом химико-термическую обработку проводят в псевдоожиженном слое катализатора. Техническим результатом изобретения является уменьшение вероятности получения технологических дефектов, например, пережога и непровара, а также получение многослойности в изделиях из металлов и сплавов, обусловленной разностью концентраций легирующих элементов.

Формула изобретения RU 2 235 146 C2

Способ получения заготовки для изделий из стали, включающий нанесение многослойного покрытия методом химико-термической обработки, при котором сначала проводят цементацию на глубину 0,8 мм, затем проводят обезуглероживание на глубину 0,15-0,2 мм, последующую нитроцементацию на глубину 0,05-0,08 мм и получают заготовку с семью слоями, имеющими концентрацию углерода и азота с разницей 0,4% и более, при этом химико-термическую обработку проводят в псевдоожиженном слое катализатора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2235146C2

0
  • А. Л. Немчинский, Т. Ф. Фрей, И. Б. Трибулкина, Н. М. Фокина,
  • В. Ф. Золотое А. П. Пермовска
SU277499A1
СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 1998
  • Бобок А.Н.
  • Барк В.М.
  • Павлова А.В.
  • Карповская С.Л.
  • Шавелкин А.Д.
RU2132403C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО УПРОЧНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ БОЛЕЕ 3% ВАНАДИЯ 1991
  • Фукс-Рабинович Г.С.
  • Богомолов В.Г.
  • Моисеев В.Ф.
  • Тихонычев В.В.
RU2015199C1
СПОСОБ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ГЕПАТИТ-ЦИРРОТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПЕЧЕНИ 1998
  • Ишенин Ю.М.
  • Валеев Р.А.
  • Фахрутдинов Р.Н.
  • Потапов А.В.
RU2153855C2
US 3663315, 16.05.1972.

RU 2 235 146 C2

Авторы

Шавелкин А.Д.

Гвоздев Е.А.

Синопальников О.А.

Трошин Р.Н.

Даты

2004-08-27Публикация

2002-02-26Подача