Способ азотирования нержавеющих сталей в условиях низкого давления Советский патент 1990 года по МПК C23C8/48 

1

(21)4387464/31-02

(22)12.01.88

(46) 30.06.90. Бюл. № 24

(71)Краснодарский политехнический ,институт

(72)А.А.Федоров

(53)621.785.532 (088.8)

(56)J. Technol, V.7, р. 120-122, 1969.

(54)СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относится к химикотермической обработке металлов; а именно к ионному азотированию. Цель изобретения - интенсификация процесса азотирования за счет сокращения продолжительности предварительного подогрева. Перед азотированием проводят предварительный разогрев обрабатываемой поверхности до 670-680°С катодным распылением в азотной плазме несамостоятельного тлеющего разряда в течение 4-6 мин с последующим охлаждением до температуры азотирования. Это позволяет сократить длительность технологического процесса в 3 раза. 1 ил.

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов, а именно к ионному азотированию. Цель изобретения - интенсификация процесса азотирования за счет сокращения продолжительности предварительного подогрева. Перед азотированием проводят предварительный разогрев обрабатываемой поверхности до 670 - 680°С катодным распылением в азотной плазме несамостоятельного тлеющего разряда в течение 4 - 6 мин с последующим охлаждением до температуры азотирования. Это позволяет сократить длительность технологического процесса в 3 раза. 1 табл.

Изобретение относится к способам химико-термической обработки металлов, в частности к ионному азотированию.

Цель изобретения - интенсификация процесса азбтирования за счет сокращения продолжительности предварительного разогрева.

Перед азотированием проводят предварительный разогрев обрабатываемой поверхности до 670-680°С катодным распылением в азотной плазме несамостоятельного тлеющего разряда в течение 4-6 мин с последующим охлаждением до температуры азотирования.

На чертеже изображена зависимость толщины азотированного слоя на .стали 08Х18Н10Т после 60 мин азотирования от длительности процесса разогрева обрабатываемЬй поверхности до 670 С (Р в 4-5«10 э мм рт.ст.).

Для интенсификации процесса диффузионного насыщения в первые минуты необходимо разогреть обрабатываемую поверхность до более высоких температур, чем температура процесса азотирования. Быстрый разогрев предполагает использование высоких напряжений катодного распыления, что ведет к образованию большого количества дефектов кристаллической решетки, усиливающих диффузию. Однако температура, до которой целесообразно разогревать обрабатываемую поверхность в азотной плазме, ограничивается окислительными процессами.

С увеличением скорости разогрева при последующем охлаждении значение температуры может быть достаточно высоким. На поверхности нержавеющей стали всегда имеется окисная пленка. По этой причине перед азотированием

Ш J

Ј ЗЭ 1

со

31574679

проводят катодное распыление (депассивацию) обрабатываемой поверхности. При повышенных температурах депасси- вация идет быстрее, но после удале- ния исходной окисной пленки образуется новая.

Таким образом существует оптимальная скорость разогрева поверхности нержавеющей стали до оптимальной тем пературы, позволяющая в конце разогрева ликвидировать исходную окисную пленку и реализовать наиболее интенсивный начальный период диффузии при повышенной температуре.

Пример 1. Проводили катод- но-плазменное азотирование нержавеющей стали 08 X 18Н100Т при давлении

л

азота 5-6-10 мм рт.ст,, температуре 560°С в течение 1 ч. Предваритель ный разогрев осуществляли до 680°С при давлении азота 5-6«10 э мм рт.ст в течение 4 мин.

Получен равномерный азотированный слой толщиной 62 мкм.

Пример 2, Проводили катодно плазменное азотирование нержавеющей стали 08 X 18Н10Т при давлении азота 5-6-10 мм рт.ст., температуре 560°С в течение 1 ч. Предварительный разогрев осуществляли до 680°С при дав

10

ъ

мм.рт.ст. в телении азота 5-6 чение 5 мин„

Получен равномерный азотированный слой толщиной 68 мкм.

Пример 3. Проводили катодно гтазменйое азотирование нержавеющей стали 08 X 18Н100Т при давлении азота 5-6«10 мм рт. ст., температуре 560°С в течение 1 ч. Предварительный разогрев осуществляли до 680 С при давлении а-эота 5-6 в течение 6 мин.

мм рт.ст,

Q 5

0

5

0

5

0

последующим азо- 570°С в течение 25Получен равномерный азотированный слой толщиной 63 мкм.

Использование предлагаемого способа азотирования нержавеющих сталей по сравнению с существующим обеспечивает сокращение длительности тех- . нологического процесса азотирования в 3 раза.

Так, для получения равномерного азотированного слоя толщиной 42 мкм на нержавеющей стали аустенитного класса существующий способ предполагает изотермическую выдержку при температуре 1100°С не менее 1 ч и последующее азотирование при 600 С в течение 30 мин. Для получения аналогичного слоя предлагаемым способом азотирования требуется разогреть поверхность нержавеющей стали до 670-680°С в течение 5 мин с тированием при 30 мин.

Предлагаемый способ обеспечивает сркращение длительности технологического процесса примерно в 3 раза.

Формула изобретения

Способ азотирования нержавеющих сталей в условиях низкого давления, включающий предварительный разогрев изделия, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса азотирования за счет сокращения продолжительности предварительного разогрева, разогрев обрабатываемой поверхности осуществляют до 670-680°С катодным распылителем в азотной плазме несамостоятельного тлеющего разряда в течении 4-6 мин с последующим охлаждением до температуры азотирования.

42

60 WO 300 42В

Т с з

600