Способ комбинированной химико-термической обработки стальных изделий Советский патент 1989 года по МПК C23C12/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий гафнием с последующей карбо- нитрацией, и может быть использовано для увеличения срока службы деталей , приборов и механизмов.

. Цель изобретения - повьшение износостойкости стальных изделий.

Способ химико-термической обработки стальных изделий включает карбонитрацию, перед которой дополнительно осуществляют диффузионное насыщение стальных изделий гафнием при 1100-1200°С, причем насыщение гафнием осуществляют в составе, содержащем, мас.%:

Порошок гафния50-75

Хлористый

аммоний 3-5

Окись алюминияОстальное

В результате такой обработки на поверхности стальных изделий образуется диффузионный слой, состоящий КЗ карбонитрида гафния, имеющий твердость 16000-20000 МПа.

Процесс химико-термической обра- ботки осуществляют следукицим образом. Изделия, предназначенные для обработки, обезжиривают в горячем (80- 90) с 5%-ном щелочном растворе и сушат при 100-150°С. Остывшие изделия укладывают в контейнеры с плавкими затворами, послойно пересыпают смесью указанного состава, загружа3,5

ют в электропечь, нагревают до 1100- 1200 С и выдерживают при этой температуре 2-10 ч. Вместе с изделиями химико-термической обработке подвергают образцы, изготовленные из той же стали, что и изделия, по которым определяют толщину диффузионного слоя и износостойкость.

После диффузионного насыщения гафнием изделия подвергают карбо1шт- рации в расплаве качин циановокисло- го. Температура карбонитра15 и составляет 540-580°С, а продолжительность выдержки 2-8 ч.

Эффективность предлагаемого способа химико-термической обработки подтверждается примерами.

Пример 1„ Образцы, изготовленные из стали марки 20, подверггши диффузионному насыщению гафнием в составах, массовое процентное содержание которых представлено в табл„1. Температура процесса составляла 1200 С, а продолжительност выдержки 6 ч. В дальнейшем образцы подвергали карбонитрации в расплаве калия циановокислого в течение 6 ч при 540 С. После химико-термической.обработки образцы испытывали на износ на ма111ине трения марки МИ и измеряли поверхностную твердость.

Результаты испытания представлены в табл.1.

Из полученных данных следует, что износостойкость образцов, обработанных предложенным, способом, увеличивается в 2,0-3,4 раза по сравнению с образцами, обработанными известным способом.

Оптимздьным составом для насыщения гафнием является состав, содержащий компоненты в заявленных пределах. При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений твердость диффузионного слоя и износостойкость образцов

826 1

увеличиваются незначительно по сравнению с известным способом, а при содержании активных компонентов бо- лее верхних предельных значений твердость и износостойкость образцов не увеличивается по сравнению с оптимальным составом, а стоимость состава .увеличивается. 10Пример2. Химико-термической обработке описанным способом подвергали также образцы, изготовленные из сталей марок Ст.З, 45, 65Г и 4Х5В2ФС. Н-асьпцение. гафнием осущест- 5 вляли в составе 2, табл.1. Температура насыщения составляла 1100 С, а продолжительность выдержки 4 ч. После насыщения гафнием образцы подвергали карбонитрации при 580°С в те- 20 чение 8 ч. Для сравнения такие же

образцы подвергали только карбонитрации при этих же режимах. Обработанные образцы подвергали испытаниям на износ и измеряли твердость диффузионного слоя.

Результаты испытания представлены в табл.2.

Из полученных данных следует, что предлагаемый способ химико-термической обработки является высокоэффективным способом увеличения износостойкости изделий Б 2-3 раза.

25

30

Формула изобретения

Способ комбинированной химико- термической обработки стальных изделий, включающий карбонитрацию, о т- личающийся- тем, что, с целью увеличения износостойкости изделий, перед карбонитрацией проводят диффузионное насыр1ение изделий гафнием при 1100-1200°С в течение 4-6 ч в порошкообразном составе, со- держаидем следующие компоненты, мас.%:

Гафний50-75 .

Хлористый аммоний3-5

Окись алюминияОстальное

Таблица 1

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано для увеличения срока службы деталей машин, приборов и механизмов. Цель изобретения - увеличение износостойкости изделий. Для этого в способе химико-термической обработки стальных изделий, включающем карбонитрацию, дополнительно осуществляют диффузионное насыщение изделий гафнием, причем насыщение гафнием проводят перед карбонитрацией при 1100-1200°С в течение 4-6 ч в составе, содержащем, мас.%: порошок гафния 50-75

хлористый аммоний 3-5

окись алюминия остальное. При обработке изделий по предложенному способу их износостойкость увеличивается в 2,0-3,0 раза по сравнению с изделиями, обработанными по известному способу. 2 табл.

Таблица2