Способ обработки стальных изделий в газовых средах Советский патент 1993 года по МПК C23C8/28 C23C8/02 

лементов печного оборудования. Указаный способ требует специальной оснастки площадей для приготовления растворов, риводит к выделению токсичных вещёств и худшению экологии и, в.конечном счете, не приемлем в массовом производстве.

Кроме того, в настоящее время в об-, ласти высокотемпературной, химико-тер- мической обработки преобладает процесс комплексного насыщения поверхности детали углеродом и азотом, .е. нитроцемёнтации. Например, на Волжском автомобильном заводе нитроцемёнации подвергается 95% деталей автомобиля, а цементации - всего лишь 5%. Использование в качестве окислителя только кислорода воздуха также недостаточно эффективно. .,-;,, Д ; ., ..

Целью изобретения является интенсификация и упрощение технологического процесса высокотемпературной химико- термической обработки в услЬвия х массово- го производства, улучше ние экологии.

Указанная цель достигается тем, что предварител ьное, перёд высокотемпературной химико-термической обработкой, окисление производят в атмосфере водяного пара при 500-550°С в течение 30-60 мин.

Другое отличие состоит в том, что в качестве насыщающего процесса используют удобную для массового производства и широко распространенную газовую нитроце- ментацию. Образующиеся на поверхности изделий.окйсны е плёнки, мгновенно восстанавливаясь в эндогэзной атмосфере при .нитроцемёнтации значительно ускоряют процесс насыщения. Осно вным поставщиком активного углерода на поверхности стали при химико-термической обработке в атмосфере эндогаза с добавками метана является угарный газ. Константа его диесоци- ации при температуре цементации невелика .и распад молекулы СО возможен только в присутствии катализатора - железа, которое наиболее активно в свежевосстановленном состоянии.

При м е р. Обработке подвергали детали автомобиля ВАЗ и образцы из; сталей 14ХГН, 19ХГН,20ХГН. Предварительное оксидирование образцов и деталей проводили, окисляя их в атмосфере водяного пара при различных тёмпературно-временных режимах. Для парооксиДйрования использовали шахтную печь фирмы Мерисинтер (Италия) и парогенератор фирмы Клайтон (Великобритания). Детали загружали в шахтную электрическую печь, нагретую до 300°С и продутую паром. Затем температуру поднимали до требуемого значения и продували печь-паром до прекращения в ыделения паров масла. После продувки производили выдержку в течение 30-60 мин. Затем печь охлаждали до 300°С и детали выгружали.

Нитроцементацию образцов и деталей с предварительным оксидированием и. без него проводили в проходных агрегатах фирмы Холкрофт (США) при 880°С с подачей

75 ±1,4 м3/ч эндогаза, 0,57 ±0,14 м3/ч метана и 0,85 ±1,4 м3/ч аммиака.

После подстуживания до 820°С и охлаждения в масле МЗМ-26 проводили исследование образцов и деталей, и определили эффективную толщину упрочненного слоя,

твердость поверхности.

Результаты исследования представлены в таблице. Из приведенных данных видно, что предварительное парооксидиро- вание при 500-550°С в течение 0,5-2,0 ч

ускоряет процессы насыщения при нитроцемёнтации на 30-40%..

В процессе предварительной обработки изделий в парах воды происходит очист- ка поверхности изделий, от загрязнений,

препятствующих диффузии насыщающих компонентов, что снижает разнотолщин- ность упрочненного слоя и, как следствие, коробление, деформацию изделий, позволяет исключить предварительную промывку

изделий в моющих средах,.

Нитроцементацмя с предварительной обработкой в парах воды - экологически чистый процесс, не требует специальной оснастки и площадей для приготовления окисляющих компонентов, не влияет, на Срок службы-внутрипечных элементов и в целом пригоден для проведения нитроцемёнтации в камерных печах и агрегатах проходного типа в условиях массового производства.

Таким образом, предлагаемый способ высокотемпературной химико-термической обработки (газовой нитроцемёнтации) ускоряет процессы насыщения на 30-50%, позволяет сократить время нитроцемёнтации,

увеличивает производительность печного оборудования/сокращает затраты энергоресурсов, упрощает технологический процесс, улучшает экологию.

50

Ф о р м у ла и зоб ре т е н и я

Способ обработки стальных изделий в газовых средах, включающий предварительное окисление поверхности и последу- ющую химико-термическую обработку, о т- .лишающийся тем, что, с целью повышения поверхностной твердости, увеличения толщины диффузионного слоя и упрощения способа при улучшений его экологии, предварительное.окисление поверхности ведут водяным паром при 500-550°С в течение

30-60 мин, после чего проводят нитроце- ментацию.

- в а« тнатшм прикдены средние «качения «сличим.