Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов Советский патент 1993 года по МПК C23C8/14 

ел

с

Использование: в области металловедения и, в частности, г химико-термической обработке металлов и сплавов. Сущность: способ включает нагрев изделий в печи, выдержку в атмосфере перегретого пара 3- 5%-ного водного раствора ванадиево- кислого аммония при 580-620°С, охлаждение с печью до 500-450 С и далее - на воздухе до температуры окружающей среды. 3 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области металловедения и, в частности, к химико-термической обработке металлов и сплавов.

Целью способа химико-термической обработки является повышение износостойкости и термостойкости оксидного слоя железоуглеродистых сплавов.

Поставленная цель достигается тем,- что в известном способе, включающем-нагрев изделий в печи и их выдержку в газовой смеси, согласно изобретению выдержку производят в атмосфере перегретого пара 3-5%-ого водного раствора ванадиево-кис- лого аммония (NHWOa) при температуре 580-620 С.

Заявляемое количество ингредиентов, содержащихся в насыщающей атмосфере является оптимальным с точки зрения получения качества-покрытия, а именно высоких значений износостойкости и термостойкости (таблица 1); так как увеличение в насыщающей среде свыше 5% приводит к резкому повышению твердости поверхностного слоя за счет интенсивного образования окислов ванадия.- Количество ванадиево-кислого аммония в растворе до 3% не дает ощутимого эффекта повышения износостойкости и термостойкости, так как в этом случае велико содержание на поверхности окислов железа и мало - окислов ванадия.

Температура химико-термической обработки также играет важную роль в получении высоких эксплуатационных свойств железоуглеродистых сплавов (таблица 2). Оптимальной является температура 580- 620°С, понижение или повышение температуры не обеспечивает получения на поверхности металла плотного слоя окислов

со

О

чэ

00

со ю

CJ

с высокими износостойкостью и термостойкостью. При температурах до 580°С происходит образование преимущественно окислов железа и в меньшей степени - окислов ванадия. Повышение температуры свыше 620°С приводит к формированию поверхностного слоя,, содержащего, в основном, окислы ванадия,

Предлагаемый способ химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов реализовали следующим образом:.

Нагрев цилиндрических заготовок диаметром 40-50 мм из стали 40Х осуществляли в шахтной печи типа СШП до температур 560°С; 580°С; 600°С; 620°С; 640°С. Обработку при указанных температурах осуществляли перегретым паром 2%-ного; 3%-ного; 4%-ого; 5%-ого; 6%-ого водного раствора ванадиевр-кислого аммония. Раствор готовили следующим образом: расчетное количество соли растворяли в воде при 50°С, и после полного растворения он поступал по трубе через пароперегреватель в печь. После осуществления химико-термической обВлияние содержания ванадиево-кислого аммония на эксплуатационные свойства стали 40Х

Т а б л и ц а 2

Влияние температуры нанесения покрытия на эксплуатационные

свойства стали 40Х

0

5

0

5

работки подачу пара прекращали, образцы охлаждались в печи до 500-450°С и далее - на воздухе до температуры, окружающей среды.

Использование предлагаемого способа химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества (табл. 3):

Формула изобретения Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов, включающий нагрев изделий в печи и выдержку в газовой смеси, о т- личающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и термостойкости твердого оксидного слоя, выдержку производят в атмосфере перегретого пара 3-5%- ного водного раствора ванадиевокислого аммония при 580-620°С.

Таблица 1

Сравнительные результаты химико-термической обработки по предлагаемому и известному способам

Таблица 3