SU487961A1 - The method of carbonitriding steel - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области химикотермической обработки, в частности к процессам совместного насьпдени  стали углеродом и азотом.The invention relates to the field of chemical-heat treatment, in particular, to the process of joint deposition of steel with carbon and nitrogen.

Известер способ нитроцемеитацин с носледуюидим перлитным иревращенме.м в сердцевине , заключающийс  в изотермической выдержке изделий при 750°С в малоактивной нитроцементующей атмосфере, содержащей (в %): 32 СО; 36 На; 1,17 СзНз; 1,68 NHa; 29 N2 с последующими быстрым охлаждением до 650°С, трехминутной выдержкой при этой температуре и закалкой. Указанный способ обеспечивает получение в диффузиоииом слое мартенсита, исключа  вли ние фазовой иерекристаллизации в сердцевине на коробление деталей.The known method is nitrocemeitacin with nosleduididim pearlitic and revoltedum in the core, consisting in isothermal holding of products at 750 ° C in a low-active nitro-cementation atmosphere containing (in%): 32 CO; 36 On; 1.17 СзНз; 1.68 NHa; 29 N2 followed by rapid cooling to 650 ° C, three-minute exposure at this temperature and quenching. This method ensures the production of martensite in the diffusion layer, excluding the effect of phase re-recrystallization in the core on the distortion of parts.

Недостатком известного способа  вл етс  получение диффузионного мартенситного сло , не содержащего карбонитридную зону, вли ющую на прирабатываемость и износостойкость трущихс  поверхностей деталей.The disadvantage of this method is to obtain a diffusion martensitic layer that does not contain a carbonitride zone, which affects the workability and wear resistance of the rubbing surfaces of the parts.

Предлагаемый способ отличаетс  от известного тем, что, с целью иовыщени  износостойкости диффузионного сло  и получени  поверхиостиой карбонитридной зоны, охлаждение от температуры изотермической выдержки до 600-650°С провод т в течеиие 1-3 ч.The proposed method differs from the well-known in that, in order to increase the wear resistance of the diffusion layer and to obtain the carbonitride surface on the surface, cooling from isothermal holding temperature to 600-650 ° C is carried out for 1-3 h.

Описываемый способ заключаетс  в следующем .The described method is as follows.

Обрабатываемые детали иитроцементуют в течение 1-3 ч при 700-760°С в высокоактивных смес х, в частности в смеси продуктов пиролиза трпэтаиоламина (40-90%) и аммиака (10-60%). Затем в TOII же атмосфере детали охлаждают до в течение 1-3 ч. Закалку изделий с темиературы 600- 650°С провод т в воде, масле, увлажненном или сухом воздухе.The parts to be processed are cemented for 1-3 hours at 700–760 ° C in highly active mixtures, in particular, in a mixture of the products of the pyrolysis of traptaiolamine (40–90%) and ammonia (10–60%). Then, in the TOII atmosphere, the parts are cooled to within 1–3 hours. The quenching of products with a temperature range of 600–650 ° C is carried out in water, oil, humidified or dry air.

Изотермическа  выдержка при 700-760°С позвол ет получить на поверхности аустенит, легированный азотом и углеродом, который при медлениом охлаждении до 600 --650°С не расиадаетс  на феррито-цементную смесь. Так как нитроцементацию провод т в активных нитроцементующих газах при медленном охлаждении в интервале температур (700- 760°С) - (600-65р°С), на поверхности формируетс  изиосостойкий карбонитридный слой, толщина которого регулируетс  временем (скоростью) о.хлажденн . Последующа  закалка от температур 600-650°С приводит к превращению легированного ауетент1та в мартенсит .An isothermal holding at 700–760 ° C makes it possible to obtain on the surface austenite doped with nitrogen and carbon, which, when slowly cooled to 600–650 ° C, does not affect the ferrite-cement mixture. Since carbonitriding is carried out in active nitrothermal gases with slow cooling in the temperature range (700-760 ° C) - (600-65 ° C), an iosostable carbonitride layer is formed on the surface, the thickness of which is controlled by the time (speed) o.cooled. Subsequent quenching from temperatures of 600–650 ° C leads to the conversion of doped auterent1ta to martensite.

Полученный комбинированный диффузионный слой обеспечивает оптимальную прирабатываемость детали за счет поверхиостной карбонитридной зоиы, высокое сопротивление контактным нагрузкам, стойкость в услови хThe resulting combined diffusion layer ensures optimal workability of the part due to the surface carbonitride zone, high resistance to contact loads, resistance under conditions

сухого и полусухого трени  за счет luJCOKoii твердости мартенситного подсло .dry and semi-dry friction due to luJCOKoii hardness of martensitic underlayer.

Дл  конкретных условий работы изделий провод т кратковременный отпуск в интервале температур 100-300°С.For specific working conditions of the products, short tempering in the temperature range of 100-300 ° C is carried out.

Дл  увеличени  глубины диффузионного сло  может быть рекомендован следующий режим нитроцементации: изотермическа  выдержка нри 700-760°С в аустенизирующей атмосфере, например в среде разбавленного аммиака (5-20% NHs; 80-95% N2). При этом обеспечиваетс  аустенизаци  поверхностного сло  значительной глубины. При последующем охлаждении изделий от 760-700°С до 650-600°С состав газовой атмосферы выбираетс  активным по азоту и углероду, например аммиак (10-60%) и продукты пиролиза триэтаноламина (40-90%), что позвол ет формировать на поверхности карбонитридную зону, толщина которой лимитируетс  временем охлаждени .To increase the depth of the diffusion layer, the following carbonitriding mode can be recommended: isothermal exposure at 700-760 ° C in an austenitizing atmosphere, for example, in a medium of dilute ammonia (5-20% NHs; 80-95% N2). This ensures austenitization of the surface layer of considerable depth. During the subsequent cooling of products from 760-700 ° C to 650-600 ° C, the composition of the gas atmosphere is chosen active in nitrogen and carbon, for example ammonia (10-60%) and the products of pyrolysis of triethanolamine (40-90%), which allows surface carbonitride zone, the thickness of which is limited by the cooling time.

Пример. Па стали 45 диффузионный слой глубиной 0,25-0,35 мм формируетс  послеExample. A steel 45 pa. A diffusion layer of 0.25-0.35 mm in depth is formed after

иитроцементации ио режиму; изотермическа  выдержка при 730°С в течению 1,5 ч в среде, содержангей 35% аммиака и 65% продуктов пиролиза триэтаиоламина, с последующим охлаждением с печью в течение 1,5 ч до 630°С. Закалка производитс  от 630°С в масле.cementation and its mode; isothermal aging at 730 ° C for 1.5 hours in a medium containing 35% ammonia and 65% pyrolysis products of triethyolamine, followed by cooling with a furnace for 1.5 hours to 630 ° C. Quenching is from 630 ° C in oil.

Полученный диффузионный слой состоит из карбонитридной фазы толщиной 20 мкм с твердостью 400-600 кг/мм, расположенной за ней мартенситной зоны толщиной 0,10- 0,15 мм с твердостью 800-1000 кг/мм и диффузионного подсло  с тростосорбитной структурой глубиной 0,10 мм.The resulting diffusion layer consists of a 20-micron carbonitride phase with a hardness of 400-600 kg / mm, a martensitic zone with a thickness of 0.10-0.155 with a hardness of 800-1000 kg / mm and a diffusion underlayer with a trotosorbitite structure of depth 0, located behind it, 10 mm.

Фор:мула изобретени Fore: Mule Invention

Способ нитроцементации стали, включающий выдержку при 700-760°С в атмосфере, содержащей азот, водород, окислы углерода, предельные углеводороды, с последующим охлаждением до 650-600°С и закалкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  нзносостойкости диффузионного сло , охлажде ние провод т в печи в течение 1-3 ч.The method of carbonitriding steel, which includes holding at 700-760 ° C in an atmosphere containing nitrogen, hydrogen, carbon oxides, saturated hydrocarbons, followed by cooling to 650-600 ° C and quenching, characterized in that in order to increase the resistance of the diffusion layer, cooling is carried out in an oven for 1-3 hours.