Способ газовой цементации

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!zz 533674

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республик

61) Дополнительное к авт..вид-ву (22):;я: .-,сио 07.06.74 (21 2031792, 01 (51) М. V„ z С 23С !1 12 с z:ðzzñîåäzzíåzzzzåì заявки М

Государственный комитет

Совета Министров СССР ла делам нзсбретеннй н открытий (23) Приоритет

О и "о., ! о"..",ио 30, 0 76 Г (53) УДК 621.785.51,066. .65. (088.8) Дата опубликования olzzzc lzlz!H 09.!2.76 (72) Автор изобретения

К. Г. Га дел ш и и (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГАЗОВОЙ Ц Е 1т Е Н1 А Ц И И

Изобретение относится к области химикотермической обработки и может быть использовано при поверхностном упрочнении деталей в машиностроении.

Широко известна цементация по одноступенчатому режиму в атмосфере эндогаза с добавлением в него науглероживающего газа (городского, пропан-бутана и др.) (1).

Более близким к предлагаемому является способ двухступенчатой газовой цементации, при котором на 1 ступени процесса используют смесь эидотермического газа с добавлением городского газа (исходного) в количестве 9- :0,5%, а на 2 ступени процесс ведут в атмосфере того же эндогаза с добавкой городского газа 4 — 5% по объему (2).

Однако при известном способе цементации выравнивание концентрации углерода до заданного его содержания на поверхности происходит, в основном, за счет обеднения углеродом твердого раствора, что приводит преимущественно на теплопрочных сталях к снижению твердости, прочности и износостойкости цементованной поверхности.

Целью изобретения является создание способа газовой цементации преимущественно теплопрочных сталей, обеспечивающего предотвращение обезуглероживания твердого раствора и повышение контактной выносливости деталей.

С целью достижения указанной цели предлагается способ, которьш отличается от известного тем, что процесс ведут при повышении углеродного потенциала от 1 ступени

5 ко 2, сначала добавляя в эндогаз в качестве науглероживающего газа 1 — 1,5% по объему пропан-бутана, а затем 2 — 2.5%.

Пример. Детали, преимущественно из теплопрочных сталей, помещают в шахтную цементационную печь при температуре

930+-10 С и вводят эндогаз с точкой росы

0= 2 С, приготавливаемый пз пропан-бутана.

При достижении рабочей температуры в печи !

5 в эндогаз добавляют пропан-бутан: на 1 ступени, равной 2/3 общего времени выдержки, в количестве 1 — 1,5% по объему, прп этом происходит преимущественное насыщение углеродом твердого раствора в поверхностном

20 слое деталей. Затем, на 2 ступени, равной 1/3 времени выдержки, добавку прона н-бутана доводят до 2 — 2 5% по объему, при этом происходит насыщение цемеитуемой lzoBcpxzzoсти до оптимального содержания углерода, 25 образование в поверхностном слое мелкодисперсных карбидов, что способствует фор. мированию слоя с высокой твердостью и пзиосостойкостью.

Результаты испытаний представлены в таб30 лице.

При известном

1-ступенчатом режиме с дооавкой

2,0 — 2,5% и ропан-бутана

При известном

2-ступенчатом режиме с пониженным углеродным потенциалом на 2 ступени

При предлагаемом

2-ступенчатом режиме

Наименование показателей, ед. изм.

4,5 — 5,0

40 — 45

5,0 — 6,0

0,75

0,5-0,6

0,3

60 — 61

58 —.>0

59 — 60

95, С) 95,0

91,0

G,8

14,7

Формула изобретения

Составитель В. Хацернова

Редактор Е. Шепелева Техред 8. Рыбакова Корректор Т. Гревцова

Заказ 2358/13 Изд. ¹ 17-14 Тираж !068 Подписное

ЦНИИПИ Государе-.ае:шого комитета Совета Министров СССР по делам зобрете:шй и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская паб., д. 4/5 I è,tîãðàôèÿ, пр. Сапунова, 2

Продолжительность процесса для получения слоя 1,0 — 1.2 мм, час

Содержание углерода в твердом растворе на поверхности готовой детали (после шлифовки), оо

Твердость поверхности после шлифовки, единиц R

Усталостная прочность при чистом изгибе на базе 1 10 циклов, кгс/мч2

Контактная выносливость при контактном напряжении 230 кгс/ммв, млн. циклов

Как видно из таблицы, за счет перераспределения углерода в твердом растворе па поверхности готовой детали (после шлифовки) при известном 2-ступенчатом режиме цементации содержится 0,3, при 1-ступенчатом—

0,5 — 0,6, а пои предлагаемом ре>киме—

0,75% углерода.

Контактная выносливость повышается в

3 раза.

Способ газовой цементации, преимущественно теплопрочных сталей, включающий двухступенчатую выдержку в атмосфере эндогаза с добавлением науглероживающего газа, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения контактной выносливости цементованного слоя, в качестве науглероживающего газа

5 используют пропан-бутан и процесс ведут при повышении углеродного потенциала от 1 ступени ко 2, сначала добавляя в эндогаз 1 — 1,5% по объему пропан-бутана, а затем 2 — 2,5%.

1 0 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Райцес В. Б. «Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах», 1965, с. 68 — 69.

15 2. ABT. св. № 326257, кл. С 23С 11/10, 1969.