Способ химико-термической обработки металлов

Союз Советских

Социалистических

Республик

GnNCAHHE

ИЗОБРЕТЕ Н Ия

К ПАТЕНТУ (ii> 679154 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 16.06.75 (21) 2148451/22-02 (23) Приоритет — (32) 17.06.74 (51) М. Кл.

С 23 С 9/00

Государственный коватет

СССР во делам изобретеннй и открытий (31) 68112 (33) япония

Опубликовано 05,08.79. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 05.08.79 (53) УДК

621.785.5 1 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец усики Осида (Япония) Иностранная фирма

"Мицубиси Дзюкогио Кабусики Кайся" (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКΠ— ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к обработке поверхности металлов, в частности к химико-термической обработке.

Известные способы химико-термической обработки, включающие нагрев до температуры насыщения и выдержку, требуют значительной продолжительности процесса для получения, заданной глубины (1).

Известно, что создание различного рода локальных искажений решетки в условиях неоднородного поля температур и фазовых превращений влияет на коэффициент диффузии 12).

Известно, например, использование приема термоциклирования при науглероживании, позволяющего повысить растворимость углерода (3).

Известен способ химико-термической обработки, принятый за прототип, в котором с целью интенсификации процесса насьпцаюшая среда подается под давлением (4). т

Однако известный способ не обеспечивает требуемой скорости насыщения.

11елью изобретения является сокращение процесса обработки.

Для достижения указанной цели предлагается способ химико-термической обработки метал лов, включающий диффузионное насыщение поверхности элементами, например углеродом, прн одновременном приложении напряжений, при этом циклически нагревают и охлаждают в интервале температур, на 50 — 70 C выше и ниже точек фазовых превращений.

Для нагрева изделий можно использовать

1п любую нагревательную-систему, например систему прямого злектронагрева. Электрический ток непосредственно пропускают через обрабатываемое иэделие или систему нагрева внутри нагревательного устройства и Для охлаждения изделий можно испольэовать любую охладительную систему, например систему, предусматривающую применение инертного газа, или систему естественного охлаждения. чр Средство для сообщения напряжений выбирается произвольно в соответствии с типом среды для поверхностного насыщения.

Если средством для поверхностной обработки является газ, например моноокись утлеро679154

1. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. M., -Машинострое4s нне, 1965.

2. Салли М. В. Физические основы формирования структуры сплавов. М„Металлургиздат, 1962, с. 51-54.

3. Мортон К. Смит. Основы физики сплаs0 вов.М., Металлургиздат, 1960, с. 267.

4. Авторское свидетельство СССР М 212701 кл. С 23 С 9/00, 1965.

3 да, подаваемая из газового баллона или образующаяся при термическом разложении метил. ацетата, изопропилацетата и т. п„приложение напряжений можно обеспечить путем впрыска газа для поверхностной обработки под давлением в воздухонепроницаемое герметичное устройство для обработки, содержащее обрабатываемый материал. Если средством для поверх,ностной обработки является твердое вещество, например науглероживающее средство, содержа- 10 щее тонкоизмельченный уголь с добавкой 1030% карбоната бария, служащего в качестве ускорителя наутлероживания, то приложение напряжения можно обеспечить подачей давления

Л к обрабатывающему устройству, содержащему is твердое вещество для поверхностной обработки и обрабатываемый материал, причем предус- матривается наружная система создания давления с использованием гидравлики.

Величина прилагаемых напряжений выбира- 20 ется в зависимости от типа обрабатываемых материалов и температурного цикла. Следует отметить, что моментом подачи напряжений к материалу является время достижения нижней предельной температуры температурного цикла 25 обрабатываемых материалов, а моментом снятия прилагаемых напряжений — время достижения температуры обрабатываемых изделий, соответствующей нижней предельной температуре в последнем температурном цикле после 30 повторения температурных циклов.

Если скорости нагрева и охлаждения достаточно высоки, то в процессе фазового превращения может;возникнуть неравновесное состо-. яние, в результате чего резко повысится ско- 35 рость насыщения поверхйости. В этот момент можно прикладывать небольшие напряжения, а можно н совсем обойтись без них.

П р и м е.р. В качестве обрабатываемого материала используется мягкая сталь марки 40

SS41. Для этой стали точка А (а + F C= а +

+у) — 720 С, а точка Аэ (а + у у) составляет 800 С. Устанавливается верхняя предель ная температура 850 С и нижняя предельная температура 650 С.

Температурньп цикл при нагревании и охл,аждении;материала проходит между этими точ, ками.

Интервал отклонения от верхней и нижней предельной температуры составляет — + 20 С.

В цилиндрическом прутке из стали SS41 такой же формы, как в опытах по исследованию

4 прочности на разрыв, пробивают отверстие в продольном направлении, и в полученное отверстие вводят твердое наутлероживающее средство, содержащее тонкоизмельченный древеснъй уголь с 20% карбоната бария. После установки предельных температур пруток обрабатывают с использованием термоциклирования в интервале предельных температур, применяя прямой нагрев и охлаждение инертным газом. На фиг. 1 показан режим обработки изделий.

Зависимость прилагаемого напряжения от количества температурных циклов, т.е. от скоростей нагрева и охлаждения, для заданной фиксированной глубины науглероживания показана на фиг. 2, где цифры, указанные рядом с точками, обозначают периоды времени обработки в секундах.

Зависимость глубины наутлероживания пок=зана на фиг. 3.

Предлагаемый способ позволяет значительно сократить период обработки для получения требуемой глубины насыщения.

Данный способ применим также для азотирования, нитроцементации; силицирования, борирования и т.п.

Формула изобретения

Способ химико-термической обработки металлов, включающий диффузионное насыщение поверхности элементами, например утлеродом, при одновременном приложении давления, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения процесса обработки, металл циклически нагревают и охлаждают в интервале темпео ратур, на 50 — 70 С выше и ниже точек фазовых превращений.

Источники информации, прйнятые во внимание при экспертизе

Составитель P. Клыкова

Техред И,Асталош

Корректор Г. Назарова

Редактор Н. Вирко

Подлисное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4430/55 Тираж 1130ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыткой

113035, Москва, 1К вЂ” 35, Раушскач наб., д, 4/S