Способ одновременной азотизации и цементации Советский патент 1939 года по МПК C23C8/54 

Известен способ одновременной азотизации и цементации в расплавленных цианистых солях с подводом аммиака в ванну.

Предлагаемый данным изобретением способ также относится к этим способам одновременной азотизации и цементации, но отличается большей скоростью протекания процесса. Это достигается тем, что аммиак, перед поступлением в цементационную ванну, подогревается.

На чертеже изображена ванна для одновременной азотизации и цементации.

Сущность процесса сводится к следующему. Через ванну 1 с распла вленными цианистыми солями любо- го состава (в том числе и железосинеродистый калий), разогретую до 480-650°, пропускается предварительно подогретый и, в некоторых случаях, частично диссоциированный газообразный аммиак с достаточно большой скоростью, предел которой ограничивается сильными всплесками соли в ванне. На трубку 2, подающую аммиак в дырчатую круглую коробку 5, опущенную на дно ванны, в месте подвода трубки к ванне надета небольшая электропечь # сопротивления, обеспечивающая не только предварительный прогрев аммиака, но и, в некоторых случаях, значительную его диссоциацию. Наличие этой электропечи дает возможность сильно повышать расход газа без захолаживания ванны и получать быструю азотизацию.

Суммарная диссоциация аммиака за счет электропечи и за счет его разогрева в трубке в цианистой ванне и при проходе через расплавленную соль значительно выше, чем при той же температуре при проходе его через реторту при обычной газовой азотизации в ретортной печи. Однако эта повышенная диссоциация аммиака, по указаниям заявителя, не вредна в связи с тем, что значительные количества водорода, проходящего при этом через соляную ванну, не влияют отрицательно на свойства поверхностного слоя (на обезуглероживание и хрупкость), как это имеет место при газовой азотизации в ретортной печи.

Предварительный подогрев аммиака также может быть достигнут погружением трубки в цианистую ванну, но при этом варианте эта трубка занимает непроизводительно место

в ванне, так как должна иметь значительный внутренний диаметр, обеспечивающий медленное прохождение через нее аммиака для достижения его прогрева. При таком варианте нельзя регулировать степень диссоциации аммиака, проходящего через цианистую ванну, вследствие чего осуществление подогрева аммиака специальной электропечью дает лучщие результаты.

Стали марок 35ХМЮА, ЭХ12М и аустенитовые хромоникелевые, обработанные в расплавленной цианистой соли с пропуском аммиака по предлагаемому способу, приобретают, по данным заявителя, в сравнительно

короткий промежуток времени очень высокую поверхностную твердость (до 1200-1250 ед. по Виккерсу с нагрузкой 10 кг и до 1400 ед. по Виккерсу с нагрузкой 1 кг) и большую глубину азотированного слоя. Так,например, при обработке по предлагаемому способу, при относительно непродолжительных циклах, получается поверхностная твердость, значительно превосходящая твердость, получаемую при азотизации стали аммиаком в печи по такому же температурному режиму,

Выщесказанное подтверждается данными в таблице:

При более продолжительных процессах поверхностная твердость получается не менее 1200-1250 по Виккерсу с нагрузкой 30 кг, причем во всех случаях хрупкость слоя почти не обнаруживается.

Предлагаемый метод одновременной азотизации и цементации имеет то преимущество, что он не требует для своего осуществления специального оборудования, так как для него могут быть приспособлены обычные ванны, применяемые для расплавления солей и имеющиеся в любом

1Конторович и Мочалки н. Качественная ста.11ь, 1934, №5. - Юрьев. Азотирование сталей, ОНТИ, 1938, фиг. 63.

термическом цехе или лаборатории. Ванны для этого процесса могут быть легко конвейеризированы наподобие цианистых ванн на заводе ЗИС конструкции Американской Компании поверхностного горения.

Хорощая однородность глубины, твердости и микроструктуры азотированного слоя деталей, подвещенных на разных уровнях и в разных точках соляной ванны, и высокая скорость процесса азотизации также являются большими преимуществами нового способа.