Способ обработки сплавов на основе молибдена Советский патент 1978 года по МПК C22F1/18 

1

По основному авт. св. № 437811 известен снособ обработки сплавов па основе молибдена, включающий насыщение углеродом и выравнивание его содержания по сечению с целью новышения пластичности в рекристаллизованном состоянии 1.

Недостатком способа является низкая скорость иас1)11иепия (0,2 мм за первые И) часов выдержки, )1ри температуре пасьпцеппя 900°С и менее 0,2 мм после 10 часов), что делает перептабельпым применение этого процесса для толстостеппых (толпипгой более 2-х мм) изделий.

С целью интенсификации процесса насыщения перед известным способом ХТО деталь (заготовку) подвергают окислению путем нагрева на воздухе при темиературе 200-350°С, а затем, согласно известпому ранее способу, проводят лагартовку, цементацию и выравнивающий отжиг.

Предварительное окисление резко интенсифицирует процесс науглероживания. Это связано с тем обстоятельством, что окислы молибдена прн 900°С (температуре процесса цементации) летучи, и, испаряясь, обнажают активную «свежую поверхность металла. Возможно также каталитическое влияние окислов на реакцию образования науглероживающей составляющей карбюризатора.

Необходимо подчеркнуть, что интенсифици,рующее воздействие оказывает только хорошо сцепленная с деталью, впрессованная в поверхностные слои окисная пленка, которая обеспечивается предлагаемым режимом окисления и поеледовательностью технологических операций. Отклонения, такие, например, как нревыи1еиие темпера урЬ1 (жисления или проведение операции окисления после процесса

нагартовки, нриводят к формированию рыхлой поверхпостпой пленки, которая слишком быстро иснаряется (в первые минуты процесса цемеитации), и иоэтому ее интенсифицирующее влияние нроявляется слабо, так как после улетучиван:ия ирацесс насыщения не корректируется.

По нредложенному методу была обработана нартия образцов (80 штук) сплава СМЗ (Mo+0,08Zr+0,02C). Для этого заготовкипрутки диаметром 15 мм-нагревали «а воздухе на температуру 350°С, а затем нагартовывали путем ирокатки на полосы толщиной 2 и 3 мм. Рентгеновским методом на поверхности таких образцов найдены окислы Мо20з.

После нагартовки часть образцов (контрольные) проходила травление на глубину 0,03 мм для снятия окисной пленки. Поверхность образцов основной партии после нагартовки травлению не подвергалась.

Затем образцы основной и контрольной партий проходили ХТО по двухстадийному режиму:

1)науглероживание в твердом карбюризаторе при температуре 900°С, выдержки 1, 4, 10 и 20 час.,

2)выравнивающий отжиг при 1300°С, 20час. Интенсивность науглероживания образцов, обработанных известным способом, без предварительного окисления резко уменьшается с увеличением времени выдержки. Так, содержание углерода после 10 часов выдержки и после 20 часов отличается весьма незначительно. Для достижения уровня содержания углерода 0,12% в этом случае потребовалось бы не менее 90 часов.

При обработке по предлагаемому способу, т. е. с применением предварительного окисления, интенсивность насыщения намного выше и содержание углерода 0,12% достигается всего за 10 часов.

После нагрева при 1300°С в течение 20 часов максимальная глубина насыщенного углеродом слоя составляет по данным замера микротвердости для образцов с предварительным окислением - 1 мм, для контрольных образцов с удаленной окисной пленкой - 0,25мм.

Таким образом, образцы толщиной 2 мм, обработанные по предлагаемому способу, при двухстороннем насыщении науглероживаются насквозь, тогда как на контрольных образцах зона науглероживания составляет всего лишь 1/4 сечения образца.

Механические свойства, характер структуры и стабильность показателей пластичности, свойственные материалу, обработанному по ранее известному методу, сохраняются также и в случае применения интенсификации процесса по предлагаемому способу. Проверка стабильности показателей пластичности проводилась путем длительной (100 час) выдержки при температуре эксплуатации (1500°С). Образцы толщиной 2-3 мм, предварительно

обработанные по предлагаемому способу, после указанного режима проверки сохранили высокую пластичность () в сочетании с высокой прочностью {G& 59-62 кгс/мм).

Операция создания нужной окисной пленки не требует дополнительных усилий, так как на всех деформируемых молибденовых изделиях пленка создается в результате так называемой «теплой прокатки, которая проводится на заключительной стадии деформации и предусматривается техническими условиями (ОСТ 1-92027-73).

Однако вноследствни изделия обычно подвергают травлению, здаляя пленку, с целью придать изделию товарный вид и улучшить пластичность. Исключив операцию травления, мы получили хорошо науглероживающийся материал, окиспая пленка с которого удаляется не травлением, а при операции науглероживания.

Учитывая, что интенсификация процесса науглероживания по предлагаемому методу открывает возможность для ХТО изделий с толщиной стенки более 2-х мм, сокращает длительность выдержки, не требует дополнительных затрат и исключает одну из технологических операций (травление после «теплой прокатки), ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения оценивается ориентировочно суммой не менее 1,0 тыс. руб. на каждую тонну изделий.

Формула изобретения

Способ обработки сплавов на основе молибдена по авт. СБ. № 437811, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, сплавы перед нагартовкой окисляют нри температуре 200-350°С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 437811, кл. С 23С 9/06, 1974 г.