Способ обработки цементованных деталей Советский патент 1990 года по МПК C23C8/22 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных его отраслях. Цель - повышение механических характеристик цементованных деталей. Способ включает подстуживание после цементации деталей преимущественно из легированных сталей, дополнительное подстуживание только поверхностного цементованного слоя до температуры на 70-90°С выше точки Ач₁ и ступенчатую закалку. Дополнительное подстуживание проводят в течение 0,3-10 мин. Это позволяет повысить ударную вязкость и предел прочности при изгибе цементованных деталей. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных его отраслях, где требуется высокая надежность тяжелонагруженных деталей подвергнутых цементации.

Целью изобретения является повышение механических характеристик цементованных деталей.

Способ обработки цементованных деталей , преимущественно из легированных сталей,включает подстуживание после цементации, дополнительное подстуживание только поверхностного цементованного . слоя до температуры на 70-90° выше точки АП и ступенчатую закалку.

Способ осуществляют следующим обра- зом

После процесса газовой цементации и подстуживания до температуры 850°С производится перенос деталей в секцию дополнительного подстуживания поверхностного слоя (среда - газовая, соляная ванна), где осуществляется подстуживание только поверхностного слоя деталей до температуры выше критической точки А, поверхностного слоя на 70-90°С в течение 0,3-10 мин в зависимости от массы детали. Длительность подстуживания выбирается экспериментальным способом. Затем следует ступенчатая закалка в масле.

При дополнительном подстуживании поверхностного слоя происходит выделение карбидов, в результате чего после закалки измельчается микроструктура, содержание остаточного аустенита снижа- ется.

При дополнительном подстуживании поверхностного цементованного слоя до температуры выше критической точки поверхностного слоя АП на 10-60°С имеются выделения феррита в сердцевине изделия.

О

ел ю

p ел

снижающего ударную вязкость и прочность стали.

При дополнительном подстуживании поверхностного цементованного слоя до гемпературы выше критической точки по- Ьерхностного слоя Ari более чем на 90°С микроструктура поверхностного слоя улучшается незначительно, что не ведет к возра- станию значений ударной вязкости, прочности и других характеристик,

Предлагаемый способ опробован на стали 20ХГСНТ. Химический состав, % С 0,17-0,23; Сг-1,1-1,3; Мп 0,9-1,1; Si 0,9- 1,1; N1 0,9-1,1; Ti 0,03-0,08. Критические |точки стали; ACI 730°С, АСЗ 800°С, для Цементированного слоя Ari 700°С. I Партию образцов подвергают газовой I цементации в печи, в качестве карбюризатора используют СИНТИИ. Температура процесса 930°С, глубина слоя 0,9 мм. После цементации проводят подстуживание до 850°С и непосредственную ступенчатую закалку в масле - известный способ, называемый цементацией с непосредственной закалкой.

Вторую партию образцов подвергают обработке по предлагаемому способу; цементация газовая (930°С, глубина слоя 0,9 мм), подстуживание до 850°С, дополнительное подстуживание поверхностного слоя до 780°С (в специальной секции под- : стуживания) в течение 0,3-10 мин, закалка в масле. После закалки в масле проводят низ- I кийотпуск(180°Сг2ч). После проведения химико-термической обработки излучают твердость, микрострук- I туру, ударную вязкость, предел прочности : при изгибе (Оизг.).

Микроструктура и механические свойства цементованной стали после обработки по предлагаемому способу и известному приведены в таблице.

При дополнительном подстуживании поверхностного слоя до температуры выше критической точки АП поверхностного слоя ниже граничного интервала имеется опасность выделения в сердцевине детали феррита, снижающего механические характеристики детали.

В проводившихся экспериментах при дополнительном подстуживании поверхностного слоя ниже граничных значений интервала подстуживания в микроструктуре сердцевины небольшие включения феррита.

При дополнительном подстуживании

поверхностного слоя выше граничного интервала подстуживания существенно не улучшается микроструктура поверхностного слоя (содержание остаточного аустенита 0 не снижается по сравнению с прототипом), в результате чего механические характеристики остаются на уровне известного способа.

Глубина подстуженной зоны регулиру- 5 ется временем пребывания детали в подсту- живающей среде, зависит от массы, геометрии детали и подбирается экспериментально.

При времени подстуживания менее 0 0,3 мин детали малой массы (ф10 мм) не успе вают подстудиться, при времени подстуживания 10 мин успевают подстудиться детали большей массы ( мм). При наладке процесса подстуженная зона контролируется 5 по температуре на поверхности оптическим пирометром, а глубина подстуженной среды - по ртсутствию,феррита в сердцевине цементованной детали, появление феррита свидетельствует о том, что подстуживание D распространилось глубже цементованного слоя.

Как видно из данных, представленных в таблице, ударная вязкость и предел прочности при изгибе увеличиваются по сравне- 5 нию с известным способом.

Формула изобретения

цементуемых сталей, включающий подстуживание после цементации и ступенчатую закалку, отличающийся тем, что. с целью повышения механических характери- 45 стик деталей, перед закалкой производят дополнительное подстуживание только по- верхност,ного цементованного слоя на 70- 90°С выше точки АП.

проводят в течение 0,3-10 мин.