Способ азотирования нержавеющих сталей в условиях низкого давления

Авторы патента:

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов, а именно к ионному азотированию. Цель изобретения - интенсификация процесса азотирования за счет сокращения продолжительности предварительного подогрева. Перед азотированием проводят предварительный разогрев обрабатываемой поверхности до 670 - 680°С катодным распылением в азотной плазме несамостоятельного тлеющего разряда в течение 4 - 6 мин с последующим охлаждением до температуры азотирования. Это позволяет сократить длительность технологического процесса в 3 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) щ)5 С 23 С 8/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4387464/31-02 (22) 12.01.88 (46) 30.06.90. Бюл. Р 24 (71) Краснодарский политехнический .институт (72) A.À.Ôåäîðîâ (53) 621.785.532 (088.8) (56) J. Technol, V.7, р. 120-122, 1969. (54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ

СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к химикоИзобретение относится к способам химико-термической обработки металлов, в частности к ионному азотированию.

Цель изобретения вЂ” интенсификация процесса аэдтирования эа счет сокра-. щения продолжительности предварительного разогрева.

Перед азотированием проводят предварительный разогрев обрабатываемой поверхности до 670-680 С катодным распылением в азотной плазме несамостоятельного тлеющего разряда в течение 4-6 мин с последующим охлаждением до температуры аэотирования.

На чертеже изображена зависимость толщины аэотированного слоя на стали

08Х18Н10Т после 60 мин аэотирования от длительности процесса разогрева о обрабатываемой поверхности до 670 С (Р * 4-5 ° 10 мм рт.ст.), 2 термической обработке металлов; а именно к ионному аэотированию. Цель изобретения вЂ” интенсификация процесса аэотирования за счет сокращения продолжительности предварительного подогрева. Перед аэотированием проводят предварительный разогрев обрабатываемой поверхности до 670-680 С катодным распылениеМ в азотной плазме несамостоятельного тлеющего разря-. да в течение 4-6 мин с последующим охлаждением до температуры аэотирования. Это позволяет сократить длительность технологического процесса в

3 раза. 1 ил.

Для интенсификации процесса диффузионного насыщения в первые минуты необходимо разогреть обрабатываемую поверхность до более высоких температур, чем температура процесса азотирования. Быстрый разогрев предполагает использование высоких напряжений катодного распыления, что ведет к образованию большого количества дефектов кристаллической решетки, усиливающих диффузию. Однако температура, до которой целесообразно ра- зогревать обрабатываемую поверхность в азотной плазме,. ограничивается окислительными процессами.

С увеличением скорости разогрева при последующем охлаждении значение температуры может быть достаточно высоким. На поверхности нержавеющей стали всегда имеется окисная пленка.

По этой причине перед аэотированием

1574679 проводят катодное распыление (депас-. сивацию) обрабатываемой поверхности.

При повышенных температурах депассивация идет быстрее, но после удаления исходной окисной пленки образуется новая.

Таким образом существует оптимальная скорость разогрева поверхности нержавеющей стали до оптимальной температуры, позволяющая в конце разогрева ликвидировать исходную окисную пленку и реализовать наиболее интенсивный начальный период диффузии при повышенной температуре.

Пример 1. Проводили катодно-плазменное азотирование нержавеющей стали 08 Х 18Н 100Т при давлении азота 5-6 10 мм рт.ст., температуз ре 560 С в течение 1 ч. Предваритель,ный разогрев осуществляли до 680 С при давлении азота 5-6 ° 10 мм рт. ст.

I в течение 4 мин.

Получен равномерный азотированный слой толщиной 62 мкм.

Пример 2. Проводили катодноплазменное азотирование нержавеющей стали 08 Х 18Н10Т при давлении азота

5-6 *10 мм рт,ст., температуре 560 С в течение 1 ч. Предварительный ра° зогрев осуществляли до 680 С при давлении азота 5-6 -10 мм.рт.ст. в тез чение 5 мин.

Получен равномерный азотированный слой толщиной .68 мкм. . Пример 3. Проводили катодноплазменное азотирование нержавеющей стали 08 Х 18Н100Т при давлении азота 5-6.10 мм рт. ст., температуре

560 С в течение 1 ч. Предваоительный о . разогрев осуществляли до 680 С при давлении азота 5-6 ° 10 мм рт.ст. в течение 6 мин, Получен равномерный аэотированный слой толщиной 63 мкм.

Использование предлагаемого способа азотирования нержавеющих сталей по сравнению с существующим обеспечивает сокращение длительности технологического процесса азотирования в 3 раза.

Так, для получения равномерного азотированного слоя толщиной 42 мкм на нержавеющей стали аустенитного класса существующий способ предполагает иэотермическую выдержку при темЯ пературе 1100 С не менее 1 ч и послео дующее азотирование при 600 С в течение 30 мин. Для получения аналогичного слоя предлагаемым способом азотирования требуется разогреть поведхо

20 ность нержавеющей стали до 670-680 С . в течение 5 мин с последующим азоо тированием при 570 С в течение 2530 мин.

Предлагаемый способ обеспечивает сркращение длительности технологического процесса примерно в 3 раза.

Формула изобретения

Способ азотирования нержавеющих сталей в условиях низкого давления, включающий предварительный разогрев изделия, отличающийся тем, что, с, целью интенсификации процесса азотирования за счет сокращения продолжительности предварительного разогрева, разогрев обрабатываемой поверхности осуществляют до о

670-680 С катодным распылителем в

40 азотной плазме несамостоятельного тлеющего разряда в течении 4-6 мин с последующим охлаждением до температуры азотирования.

1574679

Составитель И Дашкова

Техред М.Дидык Корректор М.Максимишииец

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 1760 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Способ азотирования нержавеющих сталей в условиях низкого давления

Расплав для азотирования // 1507861

Изобретение относится к химико-термической обработке и может быть использовано в машиностроительной, станкостроительной, автомобильной и других отраслях промышленности

Патент 412301 // 412301

Способ увеличения стойкости оцинкованных деталей // 123386

Состав для термического восстановления изношенных стальных изделий // 1696574

Изобретение относится к металлургии, к химико-термической обработке, в частности к процессам насыщения металлов и сплавов азотом, и может быть использовано в машиностроении для восстановления размеров и упрочнения деталей машин и технологической оснастки

Установка для химико-термической обработки в вакуумнодуговом разряде изделий // 1762577

Изобретение относится к технике упрочнения изделий методом химикотермической обработки и может быть применено в машиностроении, при упрочнении режущего инструмента и деталей машин

Способ активирования изделия из пассивного черного или цветного металла до науглероживания, азотирования и/или азотонауглероживания // 2536841

Изобретение относится к способу поверхностного упрочнения изделия из нержавеющей стали, никелевого сплава, кобальтового сплава или материала на основе титана. Обеспечивается нагревательное устройство, имеющее первую зону нагрева ниже по ходу от второй зоны нагрева, впуск газа и выпуск газа для прохождения газа через нагревательное устройство, нагрев изделия в упомянутой первой зоне нагрева до первой температуры в диапазоне 185-500°С, нагрев по меньшей мере одного соединения N/C, содержащего азот и углерод, в упомянутой второй зоне нагрева до второй температуры 135-450°С, которая ниже, чем первая температура, для образования одного или более газообразных веществ. При этом упомянутое соединение имеет одинарную, двойную или тройную связь углерод-азот и является жидким или твердым при температуре 25°С и давлении 1 бар. Осуществляется прохождение газа с использованием газа-носителя, который является неокисляющим по отношению к изделию, для контактирования изделия с газообразными веществами для активации изделия и последовательное нагревание изделия в этом нагревательном устройстве в присутствии газообразных веществ до температуры азотонауглероживания, которая является по меньшей мере такой же высокой, как и первая температура, и составляет менее 500°С. Обеспечивается повышенная твердость и усталостная прочность обработанных указанным способом изделий. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил., 8 пр.

Способ охлаждения металлических деталей, которые были подвергнуты обработке азотированием/нитроцементацией в ванне с расплавленной солью, устройство для осуществления способа и обработанная металлическая деталь // 2596539

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения металлических деталей, подвергнутых обработке азотированием/нитроцементацией в ванне с расплавленной солью, и детали, обработанной указанным способом. До окончания указанной обработки азотированием/нитроцементацией осуществляют откачивание кислорода из охлаждающей камеры (1) для создания в ней инертной атмосферы, заполняют хладагентом в жидкой форме, обладающим сильной способностью к расширению объема при испарении. Все обработанные детали перемещают в охлаждающую камеру (1), охлаждающую камеру (1) закрывают, детали оставляют в охлаждающей камере в течение заданного промежутка времени для достижения температуры, при которой соль застывает и образует защитный барьер. Затем детали извлекают и подвергают промывке. Устройство для охлаждения металлических азотированных деталей содержит установку для азотирования/нитроцементации в ванне с расплавленной солью для обработки деталей, при этом охлаждающая камера (1) размещена в непосредственной близости от установки азотирования/нитроцементации и прикреплена к транспортировочной тележке для транспортировки всех деталей в указанную камеру. Обеспечивается отсутствие следов окисления-коррозии на поверхностях металлических деталей и улучшается их ковкость. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.