RU2692006C1 - Method for cyclic gas nitriding of parts from high-alloy steels - Google Patents

Method for cyclic gas nitriding of parts from high-alloy steels Download PDF

Info

Publication number
RU2692006C1
RU2692006C1 RU2018137741A RU2018137741A RU2692006C1 RU 2692006 C1 RU2692006 C1 RU 2692006C1 RU 2018137741 A RU2018137741 A RU 2018137741A RU 2018137741 A RU2018137741 A RU 2018137741A RU 2692006 C1 RU2692006 C1 RU 2692006C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
atmosphere
ammonia
cycle
parts
saturating
Prior art date
Application number
RU2018137741A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Александров
Лариса Георгиевна Петрова
Андрей Александрович Брежнев
Пётр Евгеньевич Демин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)"
Priority to RU2018137741A priority Critical patent/RU2692006C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2692006C1 publication Critical patent/RU2692006C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24Nitriding
    • C23C8/26Nitriding of ferrous surfaces

Abstract

FIELD: metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and machine building, namely to chemical-thermal treatment, in particular to cyclic gas nitriding of high-alloy steels, and can be used in production of parts operating at high temperatures in conditions of friction with large contact loads. Method of cyclic gas nitriding of parts from high-alloy steels involves preliminary application of catalyst coating on surface of part, heating in furnace to temperature of 540–650 °C in atmosphere of ammonia and carbon dioxide with ratio of their volumes of 1:1, isothermal holding at temperature of said heating, during which saturation atmosphere is replaced cyclically in two stages in each cycle, and further cooling together with furnace in ammonia atmosphere. First stage of the isothermal holding cycle is carried out in a saturating atmosphere of ammonia in a mixture with water vapor at a ratio of volumes of said components of 1:1. Second stage of said cycle is carried out in a saturating atmosphere of ammonia in a mixture with carbon dioxide at a ratio of their volumes of 1:1. Said cyclic substitution of saturating atmosphere is repeated until nitrided layer of preset thickness is obtained. Catalytic coating used is a slurry coating containing chromium oxide CrO.EFFECT: increased thickness of the diffused nitrogen-containing layer obtained on the surface of parts from high-alloy steels with reduction of duration of the nitriding process and without reduction of its hardness.1 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, а именно, к химико-термической обработке, в частности, к циклическому газовому азотированию высоколегированных сталей, и может быть использовано при изготовлении деталей из высоколегированных сталей, работающих при высоких температурах в условиях трения с большими контактными нагрузками.The invention relates to the field of metallurgy and mechanical engineering, namely, to chemical-heat treatment, in particular, to cyclic gas nitriding of high-alloy steels, and can be used in the manufacture of parts from high-alloy steels operating at high temperatures under friction with large contact loads.

Известен способ азотирования изделий из легированных сталей, включающий их нагрев до температуры насыщения Т=500-600°С в инертной атмосфере с последующей выдержкой в насыщающей газообразной среде. Выдержку изделий осуществляют попеременно в атмосфере воздуха, а затем в атмосфере аммиака (см. патент РФ №2367715, МПК С23С 8/34, опубл. 2009 г.).There is a method of nitriding products from alloyed steels, including their heating to a saturation temperature T = 500-600 ° C in an inert atmosphere, followed by exposure to a saturating gaseous medium. Exposure of products carried out alternately in an atmosphere of air, and then in an atmosphere of ammonia (see RF patent №2367715, IPC С23С 8/34, publ. 2009).

Недостатками известного способа являются формирование на поверхности изделий упрочненного слоя только на базе твердых растворов легирующих элементов и большая длительность процесса, обусловленная замедленной диффузией азота в процессе насыщения через поверхностный слой.The disadvantages of this method are the formation on the surface of products hardened layer only on the basis of solid solutions of alloying elements and the long duration of the process, due to the slow diffusion of nitrogen in the process of saturation through the surface layer.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является принятый в качестве прототипа способ циклического газового азотирования включающий нагрев в печи детали до температуры 540-650°С, изотермическую выдержку при температуре нагрева, во время которой осуществляют замену насыщающей атмосферы циклически в два этапа в каждом цикле, и последующее охлаждение вместе с печью в атмосфере аммиака. Предварительно на поверхность детали наносят наноразмерную медную пленку толщиной в интервале 150-200 нм. Обеспечивается увеличение до заданного значения толщины монолитной зоны металлокерамик в диффузионном азотированном слое, получаемом на поверхности деталей из конструкционных легированных сталей без увеличения длительности процесса азотирования и без снижения его твердости (см. патент РФ №2614292, МПК С23С 28/04, опубл. 2017 г.).The closest to the claimed method to the technical nature is adopted as a prototype method of cyclic gas nitriding including heating in a furnace of a part to a temperature of 540-650 ° C, isothermal aging at a heating temperature, during which the saturating atmosphere is replaced cyclically in two stages in each cycle , and subsequent cooling with the furnace in an atmosphere of ammonia. Previously a nanoscale copper film with a thickness in the range of 150-200 nm is applied to the surface of the part. The increase in the thickness of the monolithic zone of metal ceramics in the diffusion nitrided layer obtained on the surface of parts made of structural alloyed steels without increasing the duration of the nitriding process and without decreasing its hardness is ensured (see RF patent №2614292, IPC С23С 28/04, publ. 2017 .).

Недостатком данного способа является сложность нанесения гальваническим способом наноразмерной медной пленки (менее 500 нм) на детали из нержавеющих сталей (высоколегированных).The disadvantage of this method is the difficulty of electroplating a nano-sized copper film (less than 500 nm) on parts made of stainless steels (high-alloyed).

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является увеличение толщины диффузионного азотированного слоя, получаемого на поверхности деталей из высоколегированных сталей при сокращении длительности процесса азотирования и без снижения его твердости.The technical problem solved by the present invention is to increase the thickness of the diffusion nitrided layer obtained on the surface of parts from high alloy steels while reducing the duration of the nitriding process and without reducing its hardness.

Указанная техническая задача решается за счет того, что в способе циклического газового азотирования деталей из высоколегированных сталей, включающий нагрев в печи до температуры 540-650°С, изотермическую выдержку при температуре нагрева, во время которой осуществляют замену насыщающей атмосферы циклически в два этапа в каждом цикле, и последующее охлаждение вместе с печью в атмосфере аммиака, предварительно на поверхность детали наносят каталитическое покрытие, нагрев проводят в атмосфере аммиака и диоксида углерода при соотношении их объемов 1:1, при этом первый этап цикла изотермической выдержки проводят в насыщающей атмосфере аммиака в смеси с парами воды при соотношении объемов упомянутых компонентов 1:1, а второй этап упомянутого цикла проводят в насыщающей атмосфере аммиака в смеси с диоксидом углерода при соотношении их объемов 1:1, процесс повторяют до получения азотированного слоя заданной толщины, согласно изобретению в качестве каталитического покрытия используют шликерное покрытие, содержащее оксид хрома Cr2O3.This technical problem is solved due to the fact that in the method of cyclic gas nitriding of parts from high alloy steels, including heating in a furnace to a temperature of 540-650 ° C, isothermal aging at a heating temperature, during which the saturating atmosphere is replaced cyclically in two stages each cycle, and subsequent cooling together with the furnace in an atmosphere of ammonia, previously on the surface of the details put a catalytic coating, heating is carried out in an atmosphere of ammonia and carbon dioxide with a ratio of volumes 1: 1, while the first stage of the isothermal exposure cycle is carried out in a saturating atmosphere of ammonia mixed with water vapor at a volume ratio of the above components 1: 1, and the second stage of the cycle is carried out in a saturating atmosphere of ammonia mixed with carbon dioxide at a ratio of their volumes 1: 1, the process is repeated to obtain a nitrated layer of a given thickness, according to the invention, a slip coating containing chromium oxide Cr 2 O 3 is used as a catalytic coating.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет предварительно нанесенной на поверхность деталей локального шликерного покрытия из оксида хрома, благодаря чему появляется возможность при подаче аммиака и паров воды - на первом этапе цикла, получить азотную кислоту из аммиака, которая устраняет пленку из Cr2O3.The solution of the technical problem is achieved by pre-deposited on the surface of parts of the local slip coating of chromium oxide, which makes it possible to supply nitric acid from ammonia, which eliminates the Cr 2 O 3 film, when supplying ammonia and water vapor.

При последующей подаче смеси аммиака и диоксида углерода - на втором этапе цикла, на поверхности детали аммиак распадается на атомарный азот и ионы водорода и происходит восстановление катализатора Cr2O3, кроме того происходят реакции в результате которых образуется дополнительный атомарный азот. Затем цикл повторяется до тех пор, пока не будет достигнута заданная толщина диффузионного азотированного слоя.During the subsequent supply of a mixture of ammonia and carbon dioxide - at the second stage of the cycle, ammonia is decomposed into atomic nitrogen and hydrogen ions on the surface of the part and the catalyst Cr 2 O 3 is reduced, besides reactions occur, resulting in the formation of additional atomic nitrogen. Then the cycle is repeated until the specified thickness of the diffused nitrided layer is reached.

Изобретение иллюстрируется фотографиями, на которых представлены структуры сталей: 20X13 - фиг. 1, 08Х18Н10 - фиг. 2 (аналог AISI 304), 03X18H11 (аналог AISI 304L) - фиг. 3, обработанных по предлагаемому способу. На иллюстрациях показана толщина h азотированного слоя.The invention is illustrated by photographs showing the structures of the steel: 20X13 - FIG. 1, 08Х18Н10 - FIG. 2 (analogue of AISI 304), 03X18H11 (analogue of AISI 304L) - FIG. 3, processed by the proposed method. The illustrations show the thickness h of the nitrated layer.

Способ циклического газового азотирования деталей из высоколегированных сталей, заключается в том, что детали нагревают до заданной температуры в атмосфере аммиака в смеси с диоксидом углерода, выдерживают при изотермических условиях и затем охлаждают вместе с печью в атмосфере аммиака. Во время изотермической выдержки циклически меняют атмосферу в два этапа в каждом цикле. При этом предварительно на поверхность деталей наносят шликерное покрытие, содержащее оксид хрома Cr2O3, а изотермическую выдержку на первом этапе цикла проводят в насыщающей атмосфере аммиака в смеси с парами воды, а второй этап цикла проводят в насыщающей атмосфере аммиака в смеси с диоксидом углерода. Соотношение объема аммиака к объему другого компонента насыщающей атмосферы в процессе нагрева и в каждом из этапов цикла изотермической выдержки поддерживают постоянным и равным 1:1.The method of cyclic gas nitriding of parts from high-alloyed steels is that the parts are heated to a predetermined temperature in an atmosphere of ammonia mixed with carbon dioxide, maintained under isothermal conditions and then cooled together with a furnace in an atmosphere of ammonia. During isothermal exposure, the atmosphere is cyclically changed in two stages in each cycle. In this case, a slip coating containing chromium oxide Cr 2 O 3 is applied to the surface of the parts, and isothermal aging at the first stage of the cycle is carried out in a saturating atmosphere of ammonia mixed with water vapor, and the second stage of the cycle is carried out in a saturating atmosphere of ammonia mixed with carbon dioxide . The ratio of the volume of ammonia to the volume of the other component of the saturating atmosphere during the heating process and in each of the stages of the isothermal holding cycle is kept constant and equal to 1: 1.

Изотермическую выдержку проводят в интервале температур Т=540-650°С.Isothermal aging is carried out in the temperature range T = 540-650 ° C.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. 1. На поверхность деталей методом окунания наносят шликерное покрытие, состоящее из порошка оксида хрома Cr2O3 и связующего - раствора целлулоида в смеси ацетона и уксусной кислоты. Перед нанесением шликерного покрытия детали промывают 1% раствором хлористого цинка в воде, для их обезжиривания.The proposed method is implemented as follows. 1. A slip coating consisting of chromium oxide powder Cr 2 O 3 and a binder - a solution of celluloid in a mixture of acetone and acetic acid is applied on the surface of the parts by dipping. Before applying the slip coating, the parts are washed with a 1% solution of zinc chloride in water to degrease them.

2. Детали из высоколегированных сталей нагревают в атмосфере аммиака и диоксида углерода в соотношении 1:1 по объему до температуры в интервале Т=540-650°С. На этом этапе происходит распад связующего в щликерном покрытии.2. Parts of high-alloy steels are heated in an atmosphere of ammonia and carbon dioxide in a ratio of 1: 1 by volume to a temperature in the range of T = 540-650 ° C. At this stage, the disintegration of the binder occurs in the click coating.

3. Далее проводят азотирование в условиях изотермической выдержки при той же температуре Т=540-650°С. При этом осуществляют циклическое изменение газовой смеси: на первом этапе цикла подают смесь из аммиака и паров воды, на втором этапе - смесь из аммиака и диоксида углерода. Затем данный цикл повторяют необходимое количество раз. Количество аммиака в процессе насыщения на первом и втором этапах цикла поддерживают постоянным и равным соотношению 1:1 к объему другого компонента насыщающей атмосферы. На первом этапе цикла происходит образование на поверхности детали азотной кислоты в присутствии паров воды за счет следующих химических реакций:3. Next, nitriding is carried out under isothermal conditions at the same temperature T = 540-650 ° C. In this case, the gas mixture is cyclically changed: at the first stage of the cycle, a mixture of ammonia and water vapor is supplied, at the second stage, a mixture of ammonia and carbon dioxide. Then this cycle is repeated as many times as necessary. The amount of ammonia in the process of saturation in the first and second stages of the cycle is maintained constant and equal to the ratio 1: 1 to the volume of the other component of the saturating atmosphere. At the first stage of the cycle, nitric acid is formed on the surface of the part in the presence of water vapor due to the following chemical reactions:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Азотная кислота повышает эффективность процесса азотирования за счет устранения пленки из Cr2O3 с ингибиторными свойствами с поверхности нержавеющих сталей. В процессе насыщения на втором этапе цикла на поверхности детали вновь образуется оксид хрома, который в данном случае является катализатором процессов окисления аммиака, кроме того, за счет химической реакции (4) образуются дополнительный атомарный азот, что ускоряет процесс азотирования:Nitric acid increases the efficiency of the nitriding process by eliminating a film of Cr 2 O 3 with inhibitory properties from the surface of stainless steels. In the process of saturation in the second stage of the cycle, chromium oxide is again formed on the surface of the part, which in this case is the catalyst for ammonia oxidation, in addition, due to the chemical reaction (4) additional atomic nitrogen is formed, which accelerates the nitriding process:

Figure 00000004
Figure 00000004

В результате это позволяет сократить длительность процесса азотирования. Цикл подачи газовых смесей повторяют до тех пор, пока не будет достигнута заданная толщина диффузионного слоя. Продолжительность этапов цикла подачи газовых смесей - аммиака и паров воды или аммиака и диоксида углерода, устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от содержания Cr в стали: чем больше процентное содержание хрома в стали, тем больше продолжительность этапов цикла. При достижении заданной толщины диффузионного азотированного слоя проводят охлаждение вместе с печью в атмосфере аммиака и выгрузку готовых деталей из реактора печи.As a result, this reduces the duration of the nitriding process. The cycle of supplying gas mixtures is repeated until the specified thickness of the diffusion layer is reached. The duration of the stages of the cycle of supplying gas mixtures - ammonia and water vapor or ammonia and carbon dioxide, is set in each specific case depending on the Cr content in steel: the greater the percentage of chromium in steel, the longer the cycle stages. Upon reaching a predetermined thickness of the diffusion nitrated layer, cooling is carried out together with the furnace in an atmosphere of ammonia and unloading of finished parts from the furnace reactor.

Такой способ азотирования позволяет получить на поверхности деталей из высоколегированных сталей диффузионный азотированный слой толщиной до 200 мкм за счет предварительного нанесения на поверхность деталей шликерное покрытие, содержащее оксид хрома Cr2O3.This method of nitriding allows to obtain a diffusion nitrided layer on the surface of parts from high-alloyed steels up to 200 microns thick by pre-coating the surface of parts with a slip coating containing chromium oxide Cr 2 O 3 .

Для сравнения заявляемого способа с прототипом были проведены исследования деталей-образцов из сталей 20X13, 08X18H10 (аналог AISI 304), 03X18H11 (аналог AISI 304L), подвергнутых термодиффузионному азотированию, по способу, изложенному в прототипе и по предлагаемому способу без предварительного шликерного покрытия и с нанесением шликерного покрытия. Осуществимость и преимущества предлагаемого способа могут быть рассмотрены на представленных ниже примерах.For comparison of the proposed method with the prototype, studies of sample parts from steel 20X13, 08X18H10 (analogue AISI 304), 03X18H11 (analogue AISI 304L), subjected to thermal diffusion nitration, were carried out according to the method outlined in the prototype and according to the proposed method without prior slip coating and slip coating. The feasibility and advantages of the proposed method can be discussed in the examples below.

1. Обработка деталей-образцов из сталей 20X13, 08Х18Н10 (аналог AISI 304), 03Х18Н11 (аналог AISI 304L) по способу, изложенному в прототипе. Детали-образцы нагревали в среде аммиака до температуры Т=540-650°С, выдерживали 6 часов, затем охлаждали в печи. Толщина диффузионного азотированного слоя и значения микротвердости указаны в таблице.1. Processing of sample parts from steel 20X13, 08X18H10 (analogue of AISI 304), 03X18H11 (analogue of AISI 304L) according to the method described in the prototype. Details of the samples were heated in an ammonia environment to a temperature T = 540-650 ° C, kept for 6 hours, then cooled in an oven. The thickness of the diffusion nitrated layer and the microhardness values are listed in the table.

2. Обработка деталей-образцов из сталей 20X13, 08X18H10 (аналог AISI 304), 03X18H11 (аналог AISI 304L) по предлагаемому способу без предварительного нанесения шликерного покрытия из оксида хрома. Детали-образцы нагревали в печи до температуры Т=540-650°С (в зависимости от марки стали) в атмосфере аммиака и диоксида углерода, затем проводили азотирование в течение 6 часов в циклически изменяемой газовой среде. Толщина диффузионного азотированного слоя и значения микротвердости указаны в таблице.2. Processing of sample parts from steel 20X13, 08X18H10 (analogue of AISI 304), 03X18H11 (analogue of AISI 304L) according to the proposed method without first applying a slip coating of chromium oxide. Details of the samples were heated in a furnace to a temperature T = 540-650 ° C (depending on the steel grade) in an atmosphere of ammonia and carbon dioxide, then nitriding was carried out for 6 hours in a cyclically varying gaseous medium. The thickness of the diffusion nitrated layer and the microhardness values are listed in the table.

3. Обработка деталей-образцов из сталей 20X13, 08X18H10 (аналог AISI 304), 03X18H11 (аналог AISI 304L) по предлагаемому способу с нанесением шликерного покрытия из оксида хрома на их поверхность. Детали-образцы нагревали в печи до температуры Т=540-650°С (в зависимости от марки стали) в атмосфере аммиака и диоксида углерода, затем проводили азотирование в течение 6 часов в циклически изменяемой газовой среде. Толщина диффузионного азотированного слоя и значения микротвердости указаны в таблице.3. Processing of sample parts from steel 20X13, 08X18H10 (analogue of AISI 304), 03X18H11 (analogue of AISI 304L) according to the proposed method with applying a slip coating of chromium oxide on their surface. Details of the samples were heated in a furnace to a temperature T = 540-650 ° C (depending on the steel grade) in an atmosphere of ammonia and carbon dioxide, then nitriding was carried out for 6 hours in a cyclically varying gaseous medium. The thickness of the diffusion nitrated layer and the microhardness values are listed in the table.

Figure 00000005
Figure 00000005

Из таблицы видно, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает увеличение толщины азотированного слоя более, чем в 2-4 раза и повышение его твердости примерно на треть: с 900 Мпа до 1250 МПа. Если не использовать шликерное покрытие, то по сравнению с прототипом толщина слоя увеличиться в 1,5-2 раза, а твердость останется практически такой же. Такой результат достигается за счет большего количества азота, диффундирующего в поверхностный слой за счет присутствия дополнительного атомарного азота, образующегося в результате химической реакции (4).The table shows that the proposed method in comparison with the prototype provides an increase in the thickness of the nitrated layer by more than 2-4 times and an increase in its hardness by about a third: from 900 MPa to 1250 MPa. If you do not use slip coating, then compared with the prototype, the layer thickness will increase by 1.5-2 times, and the hardness will remain almost the same. This result is achieved due to a larger amount of nitrogen diffusing into the surface layer due to the presence of additional atomic nitrogen formed as a result of the chemical reaction (4).

Таким образом, изобретение позволяет увеличить толщину диффузионного азотированного слоя, получаемого на поверхности деталей из высоколегированных сталей при сокращении длительности процесса азотирования и без снижения его твердости.Thus, the invention allows to increase the thickness of the diffusion nitrided layer obtained on the surface of parts from high alloy steels while reducing the duration of the nitriding process and without reducing its hardness.

Claims (1)

Способ циклического газового азотирования деталей из высоколегированных сталей, включающий предварительное нанесение на поверхность детали каталитического покрытия, нагрев в печи до температуры 540-650°С в атмосфере аммиака и диоксида углерода при соотношении их объемов 1:1, изотермическую выдержку при температуре упомянутого нагрева, во время которой осуществляют замену насыщающей атмосферы циклически в два этапа в каждом цикле, и последующее охлаждение вместе с печью в атмосфере аммиака, при этом первый этап цикла изотермической выдержки проводят в насыщающей атмосфере аммиака в смеси с парами воды при соотношении объемов упомянутых компонентов 1:1, а второй этап упомянутого цикла проводят в насыщающей атмосфере аммиака в смеси с диоксидом углерода при соотношении их объемов 1:1, при этом упомянутую циклическую замену насыщающей атмосферы повторяют до получения азотированного слоя заданной толщины, отличающийся тем, что в качестве каталитического покрытия используют шликерное покрытие, содержащее оксид хрома Cr2O3.The method of cyclic gas nitriding of parts from high-alloyed steels, including preliminary deposition of a catalytic coating on the surface of a part, heating in a furnace to a temperature of 540-650 ° C in an atmosphere of ammonia and carbon dioxide at a ratio of their volumes of 1: 1, isothermal holding at the temperature of the time of which the saturating atmosphere is replaced cyclically in two stages in each cycle, and then cooled together with the furnace in an ammonia atmosphere, with the first stage of the isothermal run cycle They are carried out in a saturating atmosphere of ammonia mixed with water vapor at a volume ratio of the aforementioned components 1: 1, and the second stage of the above cycle is carried out in a saturating atmosphere of ammonia mixed with carbon dioxide at a ratio of their volumes 1: 1, while the cyclic replacement of the saturating atmosphere repeat to obtain a nitrated layer of a given thickness, characterized in that a slip coating containing chromium oxide Cr 2 O 3 is used as the catalytic coating.
RU2018137741A 2018-10-26 2018-10-26 Method for cyclic gas nitriding of parts from high-alloy steels RU2692006C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137741A RU2692006C1 (en) 2018-10-26 2018-10-26 Method for cyclic gas nitriding of parts from high-alloy steels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137741A RU2692006C1 (en) 2018-10-26 2018-10-26 Method for cyclic gas nitriding of parts from high-alloy steels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692006C1 true RU2692006C1 (en) 2019-06-19

Family

ID=66947532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018137741A RU2692006C1 (en) 2018-10-26 2018-10-26 Method for cyclic gas nitriding of parts from high-alloy steels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692006C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737796C1 (en) * 2020-03-05 2020-12-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) Compound composition for nitriding parts from alloyed steels

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009153244A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-23 Centro Sviluppo Materiali S.P.A. Process and plant for producing in situ ammonia-based mixtures with controlled nitriding power
RU2614292C1 (en) * 2015-12-24 2017-03-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Method of cyclic gas nitration of structural alloy steel parts
US10081858B2 (en) * 2011-12-07 2018-09-25 Solaris Holdings Limited Method of improvement of mechanical properties of products made of metals and alloys

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009153244A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-23 Centro Sviluppo Materiali S.P.A. Process and plant for producing in situ ammonia-based mixtures with controlled nitriding power
US10081858B2 (en) * 2011-12-07 2018-09-25 Solaris Holdings Limited Method of improvement of mechanical properties of products made of metals and alloys
RU2614292C1 (en) * 2015-12-24 2017-03-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Method of cyclic gas nitration of structural alloy steel parts

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737796C1 (en) * 2020-03-05 2020-12-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) Compound composition for nitriding parts from alloyed steels

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4154629A (en) Process of case hardening martensitic stainless steels
KR102466065B1 (en) Enhanced activation of self-passivating metals
JP4861703B2 (en) Method for activating metal member surface
US3748195A (en) Method for forming a soft nitride layer in a metal surface
US2804410A (en) Method for nitriding titanium surfaces
WO2005075705A1 (en) Method for surface treatment of metal material
CN100494498C (en) Method for surface treatment of metal material
RU2692006C1 (en) Method for cyclic gas nitriding of parts from high-alloy steels
US4738730A (en) Steam sealing for nitrogen treated ferrous part
US6328819B1 (en) Method and use of an apparatus for the thermal treatment, in particular nitriding treatment, of metal workpieces
RU2639755C1 (en) Method for gas nitration of products of structural steels
CN101238236B (en) Ion nitriding method
RU2614292C1 (en) Method of cyclic gas nitration of structural alloy steel parts
Caliari et al. An investigation into the effects of different oxy-nitrocarburizing conditions on hardness profiles and corrosion behavior of 16MnCr5 steels
RU2367716C1 (en) Processing method of steel products in gaseous medium
JP2006028588A (en) Nitriding treatment method
JP3450426B2 (en) Gas sulfide nitriding treatment method
RU2692007C1 (en) Method for cyclic nitriding of articles made from steel 08u in gaseous media
JPH0649924B2 (en) Method for applying a nitride layer to a member made of titanium and titanium alloy
Hoffmann et al. New carbonitriding processes
JP2003342702A (en) Surface hardening method for aluminum
CN114164396B (en) Titanium alloy surface modification treatment method
RU2569623C2 (en) Composition for electrolyte-plasma nitrocarburising
JP3429870B2 (en) Surface hardening method for sintered parts
Biró et al. Nitrocarburising of low alloyed case hardening steels applying three different temperatures