Способ цементации конструкционных сталей Советский патент 1982 года по МПК C23C11/12 

Изобретение относится к химико-те мической обработке металлов, в частности к процессам газовой цементации конструкционных сталей. Известен способ химико-термической обработки, использующий четыреххлористый углерод в качестве активатора процесса 11, К недостаткам этого способа химико-термической обработки относится: невозмо ,ность применения концентрации четыреххлористого углерода в пределах 1-5% для процессов, не требующих дополнительного разложения активных составляшчих среды, наприме цемента{)ии конструкционных сталей, так как обычно в печной камере имеет ся избыток углерода, выделякхцийся в виде сажи и увеличивающий длительность науглероживания, постоянная подача в печь четыреххлористого углерода в пределах 1-5% вызывает разрушение поверхности конструкционных сталей, образование на поверхности обезуглероженной зоны и снижеие твердости цементованного слоя, наличие высокоактивного парообразного четыреххлористого углерода не только в насыщающей камере, но и во вспомогательных узлах и трубах приводят к быстрому выходу их из -. строя. Наиболее близким к предлагаемому является способ цементации сталей при 980-1000 0 в течение 10-15 ч в атмосфере синтина, включающий продувку перед цементацией смесво из четыреххлористого углерода и аргона в соотношении 0, в течение 0,20,3 ч и в конце каждого часа 2. . Однако постоянное применение газообразного четыреххлористого углерода вызывает преждевременный выход из строя регулируюи|их и подающих узлов оборудования (ротаметры, краны и т.п.); использование аргона в качестве носителя четыреххлористого углерода усложняет дозирование и приготовление смеси. Цель изобретения - интенсифика ция процесса химико-Термической обработки например цементации, при о цновременном повышении долговечности оборудования. Указанная цель достигается тем, что в рабочее пространство печи в процессе нагрева Деталей до температуры насыщения предварительно вводят синтин с дозированным четыреххлорйстьж углеродом с последующей дегазацией отработанными реагентов и эаменой их на синтин. Жидкий четыреххлористый углерод растворяется в жидком карбюризаторе со спедупи|им соотношением компонентов, вес.%: Четыреххлористый углерод 0,2-0,8 СинтинОстальное Кроме того, дегазацию осуществля ют созданием в печи разряжения до 400 мм врд.ст. Ускорение цементации достигается за счет совмещения нагрева деталей до температуры с активиэаФ4ей их поверхностей четыреххлористын углеродом. После загрузки деталей в реакционную зону, печи и включения принудительной циркуляции печ ной атмосферы через капельницу под ется активизирую0 ая смесь, состо1Ш|а из синтина и четыреххлористого угле рода со следукхчим соотношением компонентов, 8ес«%: Четыреххлористый углерод0,2-0,8 Синтин Остальное Высокая температура вызывает дис социацию компонентов активизирующей смеси с образованием защитной цемен :тирующей атмосферы. Активные ато||Ш хлора о тщают, растравливают поверх ность детали, увеличивают площадь взаимодействия металла с атомами углеродэ« ускоряя, таким образом, сорб ционные процессы. При достижении тем пературы цементации прекращается подача активизируюи|ей смеси и проводитс;я дегазация печного пространства любым известным способом. Вслед за 74 тем в печь подается синтин и выполняется обычная цементация на заданную толщину слоя. Способ позволяет ускорить процесс цементации по сравнению с прототипом JB 2,5 раза при наличии высокой твердости поверхности. Применение кидких составляюи их активизирующей смеси исключает разрушения четыреххлористым углеродом деталей и узлов оборудования, позволяет предварительно составить карбюризатор нужной конс1ентрации без применения специальных приборов. Пример. Для определения влияния дозированного четыреххлористого углерода на скорость химико-термической обработки проводят цементацию деталей из стали 25НЗ в печи Ц-105. На время прогрева деталей до температуры цементации (т.е. в течение 1 ч) в печь подавали активизирующую смесь в количестве 108-120 к/мин, содержащую четыреххлористый углерод в синтине в следующем соотношении, вес,%: 0,2, 0,5 и 0,8. При достиже жи температуры цементации (920-930 С с помощью дегазации проводят замену печной атмосфери с четыреххлористым углеродом н цементирующую. Для дегазации используют инжекционное устройство, создающее разряжение в печи до 00 мм вод.ст. Время дегазации 10 мин. Цементирующая атмосфера создавалась после дегазации за счет подачи синтина в количестве 180-200 к/мин. У юньшение количества четыреххлористого углерода ниже 0,2 весД замедляет скорость цементации. Увеличение четыреххлористого углерода сверх 0,8 весЛ вызывает образование участков с обезуглероже ной поверхностью. Предлагаемый способ гюзволяет ускорить процесс насыщения в 2,5 раза по сравнению с цен нтацией при постоянной подаче в печь дозированного четыреххлористого углерода. В таблице представлены результаты ементации известным и предлагаемым пособами.

Количество CCI в карбюризаторе , вес

Обцее время цементации, ч . Темлература цементации,С

Толщина цементованного слоя, мм

Твердость поверхности после закалки и низкого отпуска Формула изобретения 1.Способ цементации конструкцио ных сталей в атмосфере синтина .при температуре насыщения, включающий предварительную обработку деталей в среде, содержао ей четыреххлористый углерод, отличающийся тем, что, с целью интенсификации , предварительную обработ|КУ ведут до температуры насыщения 920-930°С в среде синтина с добавле нием четыреххлористого углерода, после чего производят дегазацию обрдботанных реагентов и замену их на СИНТИИ. 2.Способ по п,1, отличающийся тем, что предварительную

0,25-100 0,2 0,5 0,8

10-15 Ц It k

980-1000920-930 920-930 920-930

,11,3-1,5 1.,5 1,-1,5

60-62 60-62 59-62

58-Б2 бработку ведут а среде, содержащей ес.%: Четыреххлористый углерод0,2-0,8 Синтии Остальное 3. Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что дегазацию .осуществляют созданием в печи разрежения до 400 мм водьс-г. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке tf (71/02 кл. С 23 С 11/10, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке tf 282710li/22-02, кл. С 23 С 11/18, 1979.