Способ поверхностного упрочнения стальных деталей Советский патент 1984 года по МПК C23C9/10 

to

ko to

О)

со H3o6pi;i.TeHHe относится к химикотермической обработке стальных деталей и может найти применение в маши ностЗроении, приборостроении и других областях техники.Известен способ поверхностного упрочнения стальных деталей, включаю щий химико-термическую обработку при электролитном нагреве ГО. Недостатком этого способа является сложность осуществления локальной химико-термической обработки стальных деталей. Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату является способ поверхноС1:ного упрочнения стальных деталей, включающий химико-термическую обрабо ку путем подачи на обрабатываемую часть детали струи электролита, нагрева до 500-1100 и закалку струей раствора 2 . Недостатком данного способа является ограниченность упрочненного участка, Цель изобретения - повышение качества деталей путем получения равно мерной глубины диффузионного слоя и микротвердости. Поставленная цель достигается тем что согласно способу поверхностного упрочнения стальных деталей, включаю щему химико-термическую обработку пу тем подачи на обрабатываемую часть детали струи электролита, -содержащего насыщающий компонент, нагрева до температуры насыщения, вьщержку и за калку в начале вьщержки осуществляют вращение детали с линейной скоростью (2-5) - 10 м/с, а в конце со скоростью (10-24) - 10-3м/с. Угол охвата детали струей электро лита 90-190°. Пределы линейной скорости вращения детали обусловлены следующими факторами. Нагретый участок детали, не сопри касающийся со струей электролита, окисляется на воздухе, и чем больше он находится на воздухе, тем больше толщина окисной пленки, затрудняющей дифсЬузионные процессы. Поэтому при скоростях менее время, в течение которого деталь находится в соприкосновении с электролитом, затрачивается на удаление этой окисной пленки благодаря протекающему специфическому анодному растворению. С увеличением скорости вращения детали более 510Зм/с глубина диффузионной зоны значительно сокращается. Это связа-. но с тем, что время, в течение которого деталь соприкасается с электролитом, недостаточно для удаления окисного слоя и создания необходимой концентрации насьвдающих элементов у поверхности детали. Угол охвата детали спрейером определяется следующими факторами. При углах более 180° невозможно поместить деталь в зону спрейера, а при углах менее 90° время соприкосновения детали со струей значительно уменьшается, что приводит к увеличению всего времени обработки. Время химико-термической обработки детали определяется из того, что интегральное время нахождения детали в соприкосновении со струей электролита должно составлять с2 4 мин. , Для того чтобы получить равномерный закаленный слой необходимо нагреть всю обрабатываемзто зону до температуры закалки, в связи с чем линейную скорость вращения детали устанавливают (10-24) - и вьщерживают при этой скорости в течение нескольких минут до установления равномерногонагрева обрабатьгоаемой зоны. Затем деталь полностью погру;жают в закалочную среду. Пределы линейных скоростей вращения установлены экспериментальным путем для деталей диаметром до 100мм. Пример. Обрабатывают палеп шатуна из ст. 45 диаметром 26 мм и длиной 63 мм. Упрочнению подвергают его центральную часть шириной 25 мм. Азотирование проводят в водном растьоре, содержащем 15% хлористого аммония и 20% нашатырного спирта, науглероживани,е - в растворе, состоящем из 15% хлористого аммония и 10% ацетона. Напряжение при азотировании 160 В, при цементации 240 В. Температура нагрева при азотировании 700-750с, при науглероживании 880-920с. После нагрева до заданной температуры проводят выдержку. При этом в начале выдержки в течение 6 мин деталь вращают с линейной скоростью 3,6-м/с для проведения диффузионного насыщения. Затем скорость врагцения увеличивают до 12 мм/с и при этой скорости деталь выдерживают 2 мин.

3112926

;уётановления равномерного нагрева j деталь полностью погружают в воду.

Проведенный микроструктурный анализ показал, что в результате обработки получают легированные слои рав- г номерные по всей обрабатываемой части детали.

Микротвердость азотированного образца 700-800 кг/мм, а науглероженного 800-900 кг/мм.)0

Примеры по обработке деталей различного диаметра из ст. 45 приведены в таблице..

Угол охвата детали спрейером во всех случаях равен 180.15

Проведенный микроструктурный анаЛИЗ показал, что в результате обработки легированные слои равномерные

по всей обрабатываемой зоне при азотировании и науглероживании деталей при скоростях обработки. 1,5 и 6 мм/с и скорости вращения после химикотермической обработки 9. мм/с и 25 мм/с получаются неоднородными (на границе обработанной и необработанной части толщина легированного слоя на 20-25% меньше, чем в центральной), при микротвердость поверхностного азотированного слоя снижается до 650-700 кг/мм, а цементованного, до 650-750 кг/мм.

Предложенный способ позволяет проводить локальное упрочнение и обеспечивает достижение техникоэкономического эффекта в результате повьшения качества деталей.

1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий химико-термическую обработку путем подачи на обрабатываемую часть детали струи электролита, содержащего насыщающий компонент, нагрева до температуры насыщения, выдержку и закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества деталей путем получения равномерной глубины диффузионного слоя и микротвердости, в начале вьщержки осздцествляют вращение детали с линейной скоростью