SU751158A1 - Способ ионной цементации стальных деталей - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИОННОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий обработку детали-катода ионами углерода с использованием графитового электрода , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  скорости цементации и обеспечени  возможности проведени  процесса при атмосферном давлении, сначала получают в дуговом разр де ионы углерода, затем на графитовый электрод подают положительный потенциал, а на обрабатьшаемую деталь - отрицательный.

Description

ел

СП

00 Изобретение относитс  к области машиностроени  и может быть использовано при науглероживании поверхности металлических изделий с целью придани  им повышенной твердости, износоустойчивости. Известен способ цементации стали с использованием тлеющего разр да. Этот способ заключаетс  в том, что обрабатываемую деталь-катод бомбардируют ионами углерода, образующими с  в тлеющем разр де между деталью анодом в углеводородной среде. Давл ние газовой среды при этом не превы шает 20-30 мм рт.ст. Однако существующий способ цемен тации трудно реализовать в промьш1ле ности, так как используетс  понижен ное давление, что усложн ет оборудо вание и увеличивает его стоимость. Под действием бомбардировки ионов , имеющих в вакуумной среде значительную длину свободного пробега и высокую вследствие этого скорость по вл етс  возможность перегрева и оплавлени  поверхностей изделий осо бенно профильных, а также обезуглероживани  вызванного распьшением ад сорбционного сло  углерода ионами плазмы тлеющего разр да.. Целью насто щего изобретени   вл етс  повьш)ение скорости цементации и возможности проведени  процесса при атмосферном давлении. Поставленна  цель достигаетс  тем, что карбюризатор подают в дуго вой разр д, ионизируют его там, а затем из дугового разр да ионы углерода попадают в несамосто тельный разр д между графитовым анодом и деталью-катодом при нормальном давлении. I . Пример . Предлагаемый способ плазменной цементации реализуют в устройстве, состо щем из двух коаксиальных полых электродов. Во внутренний электрод-анод помещают образец , представл ющий собой кругльп стержень 20 мм; 1 30 мм из стали 20X13. В качестве науглероживающей среды используют пропан-бутан, сначала его подают в область между электродами, где под действием электромагнитного пол  перемещаетс  дуга посто нного тока с температурой 12000 К, ионизируетс  там (ионизаци  углеводородного газа составл ла до 10%), а затем в ионизированном состо нии поступает в зону несамосто тельного разр да между анодом и образцом. Напр жение между анодом и образцом поддерживают равным 500 В и обеспечивают перемещение ионов углерода к образцу, который играет роль второго катода. При помощи введенного в электрическую цепь катод-образец регулировочного сопротивлени  плотность ионной бомбардировки регулируют в широких пределах (практически.от 0,1 до 10 шА/см) температуру образца регулируют мощностью дуги независимо от тока несамосто тельного разр да через образец. На глубину (S) и степень насыщени  оказывают вли ние следующие параметры: мощность дугового разр да Рп,температура образца Товр, плотность ионного тока, врем  обработки образцов. Данные о параметрах режимов обработки некоторьпс образцов приведены в таблице. Как видно из таблицы врем , затрачиваемое на обработку образцов способом плазменной цементации, по сравнению q обычными способами цементации , сокращено в 5-8 раз, что позволит существенно повысить производительность . Цементаци  проводитс  при атмосферном давлении и не требует специального вакуумного оборудовав ни , что приводит к снижению затрат на оборудование. 4,32 10 970 0,63 0,25 5,1 , 15 1000 0,76 0,4 5,45 20 1100 1,14 0,8 6,4 15 1050 0,76 0,55 Насыщение по глубине равномерное На глубине до 0,4 мм образуетс  небольшое количество карбидов На глубине до 0,5 мм наблюдаетс  пересыщение (ледебурат), на глубине 0,6-0,8 мм распределение карбидной фазы равномерное Аналогично образцу № 4 На глубине до 0,3 мм зона, пересыщени ,на глубине 0,3-0,55 мм равномерное распределение карбидов

Claims (1)

1. СПОСОБ ИОННОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий обработку детали-катода ионами углерода с использованием графитового электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости цементации и обеспечения возможности проведения процесса при атмосферном давлении, сначала получают в дуговом разряде ионы углерода, затем на графитовый электрод подают положительный потенциал, а на обрабатываемую деталь - отрицательный.

   сл QO