Способ газовой цементации стальных деталей

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЮТЕЛЬСТВУ

Союз Советсниз

Социалистических

Республик ри727711

L3 fi:

6> . Д " I: 1 а (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл.

C 23 С 11/10 (22) Заявлено090 176 (21) 2314184/22-02 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР ио дедам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень.¹ 14

Дата опубликоваиия описания 20. 04 . 80. (53) УДК 621 ° 785, 34

: 621. 785. 51. 062. .5(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Грибоедов и 3. Я. Мостиславский!

Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (7)) Заявитель (54) СПОСОБ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к металлур гии, в частности„ к цементации металлов и сплавов.

Известен способ двухстадийной газо- е вой цементации, по которому на первой стадии производят интенсивную подачу карбюризатора, а на второй — подачу карбюризатора уменьшают (1) .

Недостатком укаэанного. способа является пересыщение углеродом цементованного слоя, особенно при необходимости получения слоев глубиной более

1,5 мм и обильное сажевыделение на поверхности деталей, а при черезмерном уменьшении подачи газа на второй стадии, процесс цементации нарушается.

Наиболее близким к предложенному из уже известных способов является способ, по которому цементацию осуществляют природным газом по двухстадийному газовому режиму с протоком газа через рабочее пространство печи на первой стадии процесса и с прекращением протока газа на второй стадии и установлением в рабочем пространстве избыточного давления 10-50 мм вод. столба (2) .

Однако проведение процесса по указанному способу B негерметичных му1 30 фельных печах существующей конструкции не может быть автоматически управляемо, а его осуществление в герметичных печах не обеспечивает достаточную цементующую активность атмосферы и получение стабильных результатов, по глубине и концентрации цементованного слоя.

Целью данного изобретении является стабилизация процесса в гермеТичном рабочем пространстве печи, которая позволяет получить оптимальнЫе результаты при цементации.

Эта цель достигается тем, что в известном способе газовой цементации, включающем пропускание углеводофоДного газа через герметичное рабочее пространство печи на первой стадии в течении времени, достаточного для получения на поверхности деталей концентрации углерода выше оптимальной, и прекращение его протока на второй стадии,с момента начала второй стадйи производят подачу воэдуха в количестве 0,005-0,01 м /час на 1 м рабочего пространства, что обеспечивает стабильное поддержание оптималь,гой поверхностйой концентрации углерода

727711

Сп це та ии ительност угероа в лое,,05 стадия ! схо эду

3/, Г с

Воздух

0,005 12 1,6

Предлагаемый

0,8

1,0

925

1,0

Sоэдух †— 1,7

0f 01

1,4, 0,7

Прототип формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 1081/27, Тираж 1074 Подписное

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

Существенное отличие предложенного способа состоит в пропускании регламентированного количества воздуха на второй стадии процесса, а также в соотношении длительности первой и вто. рой стадий процесса.

Положительный эффект достигается за счет взаимодействия кислорода возЪ духа с образовавшейся на стенках муфеля на первой стадии процесса сажей, в результате чего в рабочем пространстве печи образуется окись углерода и незначительное количество углекислого газа, который взаимодействуя с сажей на деталях, образует дополнительное количество окиси углерода, что обеспечивает достаточную цементирующую активность атмосферы..

При проведении цементации на большие глубины, порядка 2,0 мм, время первой стадии составляет 1/5 от общей длительности процесса,.а при цементации на малые глубины, порядка 0,5 мм, время первой стадии составляет 1/2 от общей длительности процесса.

Как видно иэ таблицы при оптимальной концентрации углерода в слое его, глубина увеличивается на 15-20%.

Предлагаемый способ позволяет стабилизировать процесс газовой цементации в печах с герметичным рабочим пространством.

Способ опробован в лабораторных условиях. Внедрение способа дает экономический эффект 5 тыс. руб. в год на одну печь с объемом рабочего пространства 1 м .

1. Способ газовой цементации стальных деталей, состоящий из двух стадий, с пропусканием углеводородного газа через герметичное рабочее пространстСпособ реализуется следующим образом.

Детали, например, иэ стали 20Х2Н4А подвергали цементации на глубину

1,5 мм в течении 12 часов в герметич" ной печи шахтного типа с вентилятором при объеме муфеля 0,7 м9. Время первой стадии составляло 4 часа с подачей природного газа 500 л/час. На вторОй стадии процесса, составляющей

8 час, проток газа через рабочее про. странство печи прекращали и начинали! подавать с помощью микронасоса воздух в количестве 0,075 м /час.

После цементации указанным спосо15 бом! концентрация углерода в поверхностном слое деталей составила 0,9%! что является оптимальным для цементованной стали 20Õ2Í4À.

Щ Э таблице приведены данные по це;

I ме Нтации образцов стали 20Х 2Н4А, полученные по известному и предложенному способу. во печи на первой стадии процесса и прекращением его подачи на второй стадии,отличающийся тем, что, с целью стабилизации процесса в рабочем пространстве, на второй стадии цементации производят подачу воздуха в количестве 0,005-0, 01 м 9/час на 1 м рабочего пространства.

2. Способпоп. 1, отличаюшийся тем, что первую стадию проводят в течение времени, равном 1/21/5 от общей длительности процесса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Райцесс В. Б. Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах,1165, с. 71, 13) ,2, Авторское свидетельство СССР

9 390199, кл. С 23 С ll/lO, 1973.