Состав для термического восстановления изношенных стальных изделий Советский патент 1990 года по МПК C23C8/48 

Изобретение относится к машиностроительному производству, к области химико-термической обработки, в частности к процессам насыщения металлов и сплавов азотом, и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин и технологической оснастки, в результате восстановления изношенных размеров и1 упрочнения поверхности.

Цель изобретения - увеличение прироста размеров с одновременным повышением твердости и износостойкости изделий.

В качестве азотсодержащего компонента используют цианат натрия и дополнительно оксид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цианат натрия93 - 96

Оксид ванадия4-7

Восстановление изношенных размеров и упрочнение достигается в предлагаемом составе путем образования

на поверхности изделия карбонитрид- ного слоя и образования в поверхностном слое изделия диффузионно насыщенного слоя.

Оксид ванадия () кристаллическое вещество, имеющее температуру плавления 680°С, используется в стекольном производстве, в предлагаемом составе является поставщиком активных атомов ванадия.

Состав приготоваляют смешиванием NaCNO и (таблица, пример 1). Смесь расплавляют в тигле из нержавеющей стали. Для насыщения используют образцы из стали 40Х, прошедшее термическую оюработку (улучшение). Процесс насыщения проводят при температуре 560°С, время обработки 2 ч.

Для интенсификации процесса обработки в расплав того же состава вводят ультразвуковые колебания с частотой f 17,6 кГц с помощью грибкового концентратора с коэффициентом усиления 2,65, амплитудой смеС

Q1 Ol

00

со

щения на излучающем торце 31 мкм и интенсивностью излучения 2,5 Вт/см (пример 2). Данные по результатам обработки при различном соотношении компонентов предлагаемого состава без применения ультразвука приведены в таблице, примеры 3-6.

Для сравнения с результатами обработки в предлагаемом составе проводят обработку образцов из стали 40Х в известном составе. Режим обработки - нагрев в шахтной электропечи при 560°С и выдержке 2 ч. Состав среды - аммиак 40%, водяной пар 60%.

Для анализа степени восстановления размеров и качества поверхностно го слоя проводят замеры прироста раз меров, .поверхностной твердости и износостойкости. Поверхностную твердость определяют по методу Виккерса при нагрузке 5 кгс на (Приборе типа ТП-7Р-1 (ГОСТ 2999-75). Изменение размеров фиксируют на вертикальном оптиметре типа ИКВ с допустимой погрешностью 0,5 мкм (ГОСТ 5405-54). Испытания на износ проводят при следующих параметрах процесса: скорость 0,2 м/с, давление 1,54О7 Па; величину износа определяют по потере веса.

Как видно из приведенных примеров , диффузионный слой, полученный в предлагаемом составе, обеспечивает существенно больший прирост размеров, твердость и износостойкость по сравнению с известным. Наличие в расплаве оксида ванадия способствует образованию большого количест0

0

нитрокарбидном слое. В связи с этим ,нитрокарбидный слой получается плотным, что обеспечивает его высокую твердость и особенно износостойкость. Уменьшение содержания оксида ванадия (пример 5) приводит к коагуляции нитридов и образованию рыхлого нитрикарбидного слоя, что отрицательно сказывается на твердости и износостойкости. Повышенное количество оксида ванадия (свыше 7%) снижает насыщенную активность расплава, что замедляет наращивание нитрокар- бидного слоя (пример 6).

Как видно из примера 2, введение ультразвука в расплав позволяет значительно интенсифицировать процесс, а также повысить свойства поверхно- , сти (твердость и износостойкость), что связано с улучшением абсорбции активных атомов на поверхности металла и ускорением процесса диффузии в поверхностном слое.

Формула изобретения

Состав для термического восстановления изношенных стальных изделий, включающий азотсодержащий компонент, отличающийся тем, что, с целью увеличения прироста размеров с одновременным повышением твердости и износостойкости изделий, он дополнительно содержит оксид ванадия, а в качестве азотсодержащего компонента - цианат натрия при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Изобретение может быть использовано в машиностроении для восстановления изношенных деталей машин и упрочнения их поверхности путем азотирования. Целью изобретения является увеличение прироста размеров с одновременным повышением твердости и износостойкости изделий. Состав содержит 93-96 мас.% цианата натрия и 4-7 мас.% оксида ванадия. Это обеспечивает существенный прирост размеров, твердость и износостойкость изделий. 1 табл.