Способ цементации стали Советский патент 1984 года по МПК C23C11/10 

05

ел

СП Изобретение относится к технологии инструментального производства и может быть использовано, в частности, при изготовлении металлообра батывающего инструмента. Известен способ цементации инструментальньах сталей, заключающийся в том, что изделия подвергают длительной изотермической выдержке при 920-1020°С в твердой или газовой среде ij. Недостатком способа является то, что для достижения цементованного слоя достаточной глубины с содержанием углерода в нем более 0,6% требуется длительное время изотерми ческой выдержки (14-16, ч и больше). Известен также режим высокотемпературной цементации (1150°С) для низкоуглеродистых быстрорежущих сталей с содержанием метана в газовой смеси около 3% 2. Недостатком процесса является также значительная продолжительност сочетающаяся с образованием карбидной сетки, что впоследствии отрицательно сказьгеается на работоспособности инструмента. Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату является «способ цементации стали, включающий диффузионное насьвдение в насыщающей среде путем термоциклирования в интервале темпе ратур на 120-140°С и 10-20°С вьЕое АСз ГЗ. Известный способ не обеспечивает достаточной диффузионной подвижност углерода в высоколегированных быстр режущих сталях и не позволяет полу чить достаточную глубину цементации и высокие режущие свойства. Цель изобретения - повышение глу бины цементации и качества диффузион ного слоя в результате получения тонкой мелкодисперсной структуры с равномерным распределением карбид ной фазы. Для достижения поставленной цели согласно способу цементации стали, преимущественно низкоуглеродистой быстрорежущей, включающему диффузио ное насыщение путем термоциклирования выше Acj в насыщающей среде, термоциклироваиие осуществляют в ин тервале температур 1100-1200 С в газо вой смеси эндогаза и метана при одновременном изменении содержания метана в смеси 0,5-5%. .Количество метана в газовой смес менее 0,5% не позволяет достичь содержания углерода в диффузионном слое более 0,4%. Количество метана в смеси более 5% приводит к пересыдению углеродом поверхностного слоя При температуре менее ИОО°С образуется грубая карбидная сетка, а повышение температуры выше 1200°С приводит к оплавлению. Подача обогащенной метаном (до 5%) газовой смеси в пространство печи, имеющей температуру , приводит к значительному насыщению поверхности стали. Последующее снижение содержания метана в газовой смеси исключает пересыщение углеродом поверхности, а повышение при этом температуры увеличивает скорость диффузии, что создает возможность ускорения процесса и увеличения насыщенного слоя. Пример, Заготовки метчиков М12-М14 из низкоуглеродистой быстрорежущей стали 02Р6М5 цементируют в силитовой печи в смеси эндогаза и метана. Режим обработки следующий: нагрев до и выдержка в атмосфере с содержанием метана 3-3,5%, повышение температуры до 1175°С и выдержка в атмосфере с содержанием метана 0,5%, снижение температуры до 1125°С и вьщержка Bf атмосфере с содержанием метана 3-3,5% и т.Д Количество циклов 4, общее время обработки 6 ч. Цементованные по такому режиму заготовки метчиков имеют тонкую кодисперсную структуру поверхностного слоя без признаков пересыщения углеродом. Эффективная глубина цементованного слоя 1,8-2,0 мм. После окончательной термической обработки, включающей закалку ot 1220°С и трехкратный отпуск в течение 1 ч при , цементованный слой состоит из мартенсита и Kap6Hj;oE. Вторичная твердость HRC 66, теплостойкость 630°С. Для получения сравнительных данных проведена обработка аналогичных метчиков известным способом, включающем насыщение в среде эндогаза и 3-3,5% метана путем термоциклирования в интервале на 120-140°С и 10-20°С выше Ас, т.е. в интервале 870-990°С. Общее время обработки 6ч. Заготовки метчиков, цементованные известным способом, имеют глубину цементации 0,5-0,7 мм, что недостаточно для обеспечения режущих свойств этого вида инструмента. В структуре цементованного слоя наблюдается грубая карбидная -сетка с признаками пересыщения. После окончательной термической обработки (закалка.от 1220 Си трехкратный отпуск при 560°С по 1 ч вторичная поверхность составляет HRC 60-61, теплостойкость 600°С. Термообработанные заготовки подвергают заточке и испытаниям в производственных условиях. Испыта1065S01ния показывают, что стойкость метчиков в 1,5 раза вьаие по сравнению со стандартными,из готовленные из стали Р6М5 .

СПОСОБ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛИ, преимущественно ниэкоуглеродистой быстрорежущей, включающий, диффузионное насыщение путем термоциклирования выше ACj в насыщающей среде, о тличатющи йс я тем, что, с целью повьииения глубины цементации и качествадиффузионного слоя путем получения тонкой мелкодисперсной структуры с равномерным распределением карбидной фазы, термоциклирование осуществляют в интервале темпе-, ратур 1100-1200 с в газовой смеси эидогаза и метана при одновременном изменении содержания метана в смеси 0,5-5%. , (Л