Карбюризатор для газовой нитроцементации стальных деталей Советский патент 1989 года по МПК C23C8/32 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термический обработке деталей из конструкционных и инструментальных легированных сталей.

Цель изобретения - снижение стоимости и улучшение условий труда, а также повьшение качества слоя за счет увеличения его микротвердости.

В состав карб;оризатора, содержащего карбамид и воду, в качестве нат- рийсодержащего компонента вводят трилон-Б и дополнительно кубовьй остаток перегонки этиловых спиртов при следующем соотношении компонентов, мас.%.: . Трилон-Б0,08-0,15

Вода 15-25

Карбамид 29-36

Кубовый остаток

этиловых спиртов Остальное

В состав карбюризатора вводятся компоненты, имеющие оптимальные .соотношения атомарных науглероживающих, азотирующих и каталитически действующих элементов углерода, азота, натрия. При этом каждый из компонентов исключает поставку в атмосферу сажеобразующих непредельных и окисляющих или коррбзионно активньк углеводородов, каким является гипосульфит Натрия в известном карбюризаторе, Соотношения химических элементов в . карбюризаторе приведены в табл. 1.

Трилон-Б (ТУ 6-09-2540-72) является источником каталитически действующего на процесс образования атомарного углерода и ускоряющего диффузию натрия, одновременно он - дополнительный источник азота и не поставляет сернистых соединений, как карбюриз-атор по прототипу.

Карбамид (ГОСТ 6691-77) - основной поставщик атомарного азота, а .при пониженных температурах нитроцементации поставщик аммиака, он растворим одновременно и в воде и в кубовом остатке этиловых спиртов, а при повышении температур раствора до ЗО-АО С позволяет получить Пересы(Л

СП

О

00 Од

щенные растворы, что расширяет диапазон регулируемых углеродных потенциалов при низкотемпературном, средне- и высокотемпературном процессах науглероживания и нитроцементации, Кубопый остаток (ГОСТ 17299-78) является бессажистым компонентом с высоким соотношением углерод-кислород, что позволяет стабилизировать количество атомарного углерода, поступающего в атмосферу печи из окиси углерода, продукте пиролиза карбюризатора. Одновременно кубовый остаток

механического вакуумного насоса сернистых соединений, увеличился срок службы механического насоса, происходивший вследствие коррозионного действия сернистых соединений на плунжерные пары насоса износ не наблюдался в течение 2410 ч работы. Стоимость карбюризатора в сравнении с прототипом уменьшилась на 40%.

После обработки резцов расточных с корпусами-державками из стали 38ХС и рабочей частью из сплава ВК-80М твердость державки была в

Изобретение может быть использовано для газовой нитроцементации конструкционных и легированных сталей. Цель изобретения - снижение стоимости, улучшение условий труда и повышение качества слоя за счет увеличения его микротвердости. Карбюризатор содержит, мас.%: трилон -Б 0,08-0,15, вода 15-25, карбамид 29-36, кубовый остаток этиловых спиртов остальное. Это позволяет снизить стоимость карбюризатора, исключить загрязнение окружающей среды, повысить микротвердость поверхностного слоя. 2 табл.

обычно утилизируемый продукт техноло-15 пределах НКСэ 52-56 по поверхности.

гических регенерации этиловых спиртов, имеет минимальную стоимость, на большинстве предприятий подвергается сжиганию.

При использовании предлагаемого карбюризатора при минимальных затратах на приготовление получают равномерные по толщине, по содержанию углерода и азота, без коррозии и окисления диффузионные слои на большинстве легированных конструкционных и инструментальных сталей. Карбюризатор прост в приготовлении не образует в атмосферах пиролиза сернистых газов.

В табл. 2 приведены сравнительные характеристики диффузионных слоев, полученных на легированных сталях при обработке в известном и предложенном карбюризаторе.

Пример 1. Карбюризатор для нитроцементации в вакууме матриц из порошковой стали М6ФЗ-МП в печи ШП-1ВНЦ приготовляли в следующей последовательности. В водный раствор карбамида вводили трилон-Б в количестве 0,15%, затем добавляли кубовый остаток перегонки технического этилового спирта, при этом содержание вод в карбюризаторе бьшо 20%, содержание карбамида 29%, остальное кубовый остаток, а содержание трилона снижалось до 0,08%.

Нитроцементацию проводили при в течение 3,5 ч с последующей закалкой в масле. Твердость слоя по- высш1ась до HRC.,0 против HRC 64,5 при обработке по прототипу,

исключено местное разъедание тонких формирующих граней, связанное с попаданием сернистых соединений на поверхность матриц.

Одновременно исключено поступление в атмосферу цеха через coe з;инeнн

при глубине слоя, полученной в течение 2 ч 0,28-0,33 мм, а твердость сердцевины после охлаждения в масле бьт-а 44-45 ед. HRC.- Свойства режущих кромок твердого сплава также были выше, чем при обработке по прототипу в 1,3 раза.

. Испытания показали, что снижение количества карбамида и кубового остатка при увеличении количества воды приводят к ухудшению свойств диффузионных слоев, в частности развивают

1 окисление поверхности нежелательное

для малолегированных сталей. Повышение количества трилона-Б и карбамида при снижении количества воды и кубового остатка приводят к снижению скорости науглероживания вследствие развития, внутреннего окисления применительно к высоколегированным высокохромистым сталям.

Таким образом, выбранный состав экономичен, эффективен и применим на термических учартках различных машиностроительных предприятий при минимальных затратах на компоненты, исключено загрязнение окружающей атмосферы.

Формула изобретения

Карбюризатор для газовой нитроцементации стальных деталей, преимущественно для вакуумной нитроцементации легированных сталей, содержащий карбамид, воду, натрийсодержащий компонент, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости и улучшения условий труда, а также повьш1ения качества слоя за счет увеличения его микротвердости, он дополнительно содержит кубовый остаток этиловых спиртов, а в качестве нат

рийсодержащего компонента трилон-Б при следующем соотношении компонентов , мае.%:

Трилон-Б0,08-0,15

Вода

Карбамид Кубовый остаток этиловых спиртов

Таблиц

Таблица 2