Способ комплексного диффузион-НОгО НАСыщЕНия СТАльНыХ издЕлий Советский патент 1981 года по МПК C23C9/00 

(54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к способам химико-термической обработки поверхнос ного слоя стальных пэделий путем циффуэионного иасыщенкя их поверхностного слоя бором и легирующим элементом и может применяться при химико-термичес кой обработке изделий, к поверхностным слоям которых предъявляются особые тре бсюания по условиям эксплуатации. Иавестен способ химико-термической обработки, включающий нагрев цо 85010ОО С, с выдержкой 3 ч в порошковой среде, содержащей насыщающий агент - диборид хрома, активатор и инертный разбавитель ij. Известен также способ химико-термической обработки поверхностного слоя изделий из металлов или сплавов, включающий высокотемпературный нагрев до 9ОО-11ОО С и выдержку 2-6 ч в порош ковой среде, содержащей насыщающий агент - диборид легирующего элемента, таких как хрома, титана или циркония, активатор и инертный разбавитель |,2j. Эти способы химико-термической обработки поверхностного слоя изделий поЗБШшют получать концентрацию легирующего элемента в поверхностном слое изделий не более 4-20% от весовой концентрации боридов в поверхностном слое. Однако и такое содержание легирующего элемента в поверхностном слое яв- ляетсп нецостаточным для изделий, работающих в особо жестких условиях эксплуатации (работа при повышенных температурах я давлениях, при высоком сопержании абразива в средах и т. д.) Цель изобретения - повыщение износостойкости иацели} за смет увеличения концентрации легирующего элемента в поверхностном слое нэделий и толщины слоя. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе химико-термической обработки поверхностного слоя изделий из металлов или сплавов, включающем высокотемпературный нагрев и выдержку в порошковой среде, содержащей насыщающий агент - диборид легирующего элемента, активатор и инертный разбавитель, нагрев осуществляют двухступенчато, с выдержкой при 80О-900 С в течение 1 ч и 1000-1050 0 в течение 2 ч.

Двухступенчатый нагрев при химикотермической обработке изделий в порошковой среде способствует активизации атомов бора, на первой ступени нагрева, которые обладают большей диффузионной активностью по сравнению с атомами легирующего элемента. На этой стадии атомы бора почти полностью продиффун- дируют в повер)шостый слой обрабатываемого нзцелия.

Нагрев до температуры второй ступени

способствует активизации атомов легирую-ние 1 ч, а на второй ступени нагрева

щего элемента,.которые начинают проявлятьпри 1000, 1О25 и с выдержсв(ж диффузионную активность при более 20

высокой температуре, чем атомы бора наВ таблице показаны результаты испыпервой ступени. При этом атомы бора нетаний стальных деталей по известному и

препятствуют проникновению атомов леги-предлагаемому способам.

рующего элемента в поверхностный слойКак видно из таблицы, обработка по

изделия, так как они уже почти полностью 25предлагаемому способу приводит к повыпродиффундировали в него на первой сту-шению концентрации легирующего элемениени нагрева. Время выдержки на второйта в поверхностном слое на 15-2О% в

ступени нагрева характеризует концент-увеличению толщины слоя в 1,5 раза. Известный способ 2-21 45Х 1ООО 11ОО

2

900

1ООО

4 6 110О Предлагаемый способ 8ОО 1ООО 1 2 32 24 85О 1О25 1 2 35 27

рацию легирующего элемента и глубину проникновения егб в поверхностный слой изделия из металлов или сплавов.

Пример,. Проводят химико-термическую обработку поверхностного слоя двух деталей, изготовленных из стали марок 45Х и ШХ15. Обработку проводят в порошковой среде, содержащей насыщающий агент - циборид хрома, титана

или циркония, активатор и инертный разбавитель, при следующем соотношении ингредиентов, вес.% соответственно: 10, 3 и 87.

Нагрев осуществляют в индивидуальном контейнере по Д1вухсгупенчатому режиму с выдержкой каждой партии деталей при 8ОО, 850 или 900°С в тече14 16

18 5О

15

55 80 30 75

17

некачественные слои 1817602О 45 192О8540 60 некачественные слои 22 80 45 7О 25 90 50 75

о р

Способ комплексного диффузионного насыщения стальных изделий, включающий высокотемпературный нагрев и выдержку в насыщающей порошкообразной среде, содержащей диборид легирующего элемента, активатор и разбавитель, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости обрабатываемых изделий за счет увеличения толщины диффузионного слоя и повышения кондентПродолжение таблицы

рации легирующего элемента сокотемпературный нагрев осуществляют двухступенчато с выдержкой в течение мин при 80О-9ООС и при 1000-105 в течение 10О-120 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,

2.Известия высших учебных заведений, Черная металлургия , 1976, N 10, с. 130-133.