[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2025539C1 - Method of chemical heat treatment of articles of tool steel - Google Patents

Method of chemical heat treatment of articles of tool steel Download PDF

Info

Publication number
RU2025539C1
RU2025539C1 SU5055781A RU2025539C1 RU 2025539 C1 RU2025539 C1 RU 2025539C1 SU 5055781 A SU5055781 A SU 5055781A RU 2025539 C1 RU2025539 C1 RU 2025539C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
nitrogen
ammonia
per cent
atmosphere
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Белов
А.Ш. Овсяников
В.А. Лазоркин
Ю.Н. Скорняков
Л.Я. Левин
Original Assignee
Малое научно-техническое предприятие "Этон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малое научно-техническое предприятие "Этон" filed Critical Малое научно-техническое предприятие "Этон"
Priority to SU5055781 priority Critical patent/RU2025539C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2025539C1 publication Critical patent/RU2025539C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: chemical heat treatment of articles of tool steel comprises heating up to process temperature in endothermic-base atmosphere with ammonia addition, holding at this temperature in atmosphere containing nitrogen, and article cooling. Heating up to process temperature is performed in two stages. First, the article is heated up to 480 - 500 C temperature in endothermic gas, and then it is heated up to 560 - 580 C in gas mixture of 50 per cent of nitrogen, and 50 per cent of endothermic gas. Holding at this temperature and this mixture content is carried out during 0.5 - 1.0 h. Then holding is performed at the same temperature and in gas mixture of 25 per cent of ammonia and 75 per cent of nitrogen. Then the article is cooled down to 480 - 500 C in mixture of 10 per cent of ammonia, and 90 per cent of nitrogen. The article is hold at this temperature and in nitrogen atmosphere for 1.5 to 2.0 h. EFFECT: tool steel of improved properties. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности при химико-термической обработке изделий из инструментальных сталей, в основном при обработке окончательно изготовленного режущего и штампового инструмента. The invention relates to mechanical engineering and can be used in various industries in the chemical-thermal processing of products from tool steels, mainly in the processing of finally manufactured cutting and stamping tools.

Известен способ двухступенчатого газового азотирования стальных изделий, включающий обработку в диссоциированном аммиаке при двух ступенях нагрева. A known method of two-stage gas nitriding of steel products, including processing in dissociated ammonia at two stages of heating.

Однако, известный способ является сравнительно длительным и малопроизводительным процессом, а также не обеспечивает высокого качества обработки. However, the known method is a relatively lengthy and inefficient process, and also does not provide high quality processing.

Известен также способ нитроцементации деталей из теплопрочных сталей в эндотермической атмосфере с добавкой природного газа и аммиака. There is also a method of nitrocarburizing parts from heat-resistant steels in an endothermic atmosphere with the addition of natural gas and ammonia.

Данный способ не обеспечивает повышения износостойкости поверхностного слоя изделий из инструментальных сталей и является длительным процессом. This method does not provide increased wear resistance of the surface layer of products from tool steels and is a lengthy process.

Технологический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик изделий из инструментальных сталей за счет повышения износостойкости поверхностного слоя, а также в сокращении длительности обработки. The technological result obtained by using the invention is to improve the operational characteristics of products from tool steels by increasing the wear resistance of the surface layer, as well as reducing the processing time.

Получение технического результата обеспечивается тем, что в способе химико-термической обработки изделий из инструментальных сталей, включающем нагрев до температуры обработки в эндотермической атмосфере с добавлением аммиака, выдержку при этой температуре в атмосфере, содержащей азот, и охлаждение изделий, новым является то, что нагрев до температуры обработки осуществляют в два этапа, вначале до температуры 480-500оС в среде эндогаза, затем до температуры 560-580оС в среде, состоящей из 50% аммиака и 50% эндогаза, а выдержку при этой температуре и в этом составе среды выполняют в течение 0,5-1,0 ч, затем при этой же температуре и в газовой смеси, состоящей из 25% аммиака и 75% азота, производят выдержку 0,5-1,0 ч, после чего охлаждают изделия до температуры 480-500оС в газовой смеси, состоящей из 10% аммиака и 90% азота, и выдерживают при этой температуре в атмосфере азота 1,5-2,0 ч.Obtaining a technical result is ensured by the fact that in the method of chemical-thermal processing of products from tool steels, including heating to a processing temperature in an endothermic atmosphere with the addition of ammonia, holding at this temperature in an atmosphere containing nitrogen, and cooling the products, it is new that heating to a processing temperature is carried out in two steps, first to a temperature of 480-500 ° C in a medium endogas, then to a temperature of 560-580 ° C in a medium consisting of 50% ammonia and 50% endogas and kept at this evap ur and in this composition of the medium is performed for 0.5-1.0 hours, then at the same temperature and in a gas mixture consisting of 25% ammonia and 75% nitrogen, the shutter speed is 0.5-1.0 hours, after which is cooled products to a temperature of 480-500 about In a gas mixture consisting of 10% ammonia and 90% nitrogen, and maintained at this temperature in a nitrogen atmosphere of 1.5-2.0 hours

На чертеже в общем виде изображен процесс газовой химико-термической обработки. The drawing in General view shows the process of gas chemical-thermal treatment.

Процесс осуществляют следующим образом. The process is as follows.

Тщательно обезжиренные изделия помещают в приспособление и сажают в печь. Затем после продувки азотом в печь подают эндогаз в количестве 1 объем печи в 1 ч при давлении в печи 60-80 мм вод.ст. Включают печь на разогрев и нагревают до температуры 480-500оС. Эндогаз подают с точкой росы (-3)-(-5)оС, пропуская его через осушитель (силикагель или др.).Thoroughly fat-free products are placed in the fixture and put in the oven. Then, after purging with nitrogen, endogas is supplied to the furnace in the amount of 1 furnace volume for 1 h at a furnace pressure of 60-80 mm water column. Turn on heating furnace and heated to a temperature of 480-500 C. endogas is fed with a dew point of (-3) - (- 5) ° C by passing it through a desiccant (silica gel, or the like.).

При достижении температуры 480-500оС в печь подают газовую среду, состоящую из 50% аммиака и 50% эндогаза, и производят нагрев до температуры 560-580оС. Выдержку при температуре 560-580оС и в составе среды газа - 50% аммиака +50% эндогаза осуществляют в зависимости от поперечного сечения обрабатываемого изделия 0,5-1,0 ч, после чего при этой же температуре и в газовой смеси, состоящей из 25% аммиака и 75% азота, производят выдержку 0,5-1,0 ч. Затем изделия охлаждают до температуры 480-500оС в газовой смеси, состоящей из 10% аммиака и 90% азота. При температуре 480-500оС подачу аммиака прекращают и производят выдержку 1,5-2,0 ч в атмосфере азота, после чего детали остывают вместе с печью до температуры 150оС, а затем печь открывают и достают готовые изделия.When the temperature reached 480-500 ° C is fed into the furnace atmosphere gas consisting of 50% ammonia and 50% endogas and produce temperatures of 560-580 ° C at temperature of 560-580 C and a gas composition environment - 50 % ammonia + 50% endogas is carried out depending on the cross-section of the workpiece for 0.5-1.0 hours, after which at the same temperature and in a gas mixture consisting of 25% ammonia and 75% nitrogen, extract 0.5- 1.0 hours. Then the product is cooled to a temperature of 480-500 about With in a gas mixture consisting of 10% ammonia and 90% nitrogen. At a temperature of 480-500 C. ammonia flow is stopped and produce an extract 1.5-2.0 hours under a nitrogen atmosphere, after which the parts cool with the furnace to a temperature of 150 ° C, and then the furnace was opened and the take out finished articles.

Все виды технологических газов подают в печь через осушитель. Количество подаваемых в печь газов в любом составе составляет в сумме 1 объем печи в 1 ч. Цвет изделий после окончания процесса имеет серовато-голубоватый оттенок, что отвечает товарному виду. All types of process gases are fed into the furnace through a dehumidifier. The amount of gases supplied to the furnace in any composition amounts to 1 furnace volume per hour. The color of the products after the end of the process has a grayish-bluish tint, which corresponds to the presentation.

Благодаря использованию при нагреве изделий эндогаза (97% N2, 2,9% H2, 0,04% CO, CO2 остальное), обеспечивающего защитно-восстановительные функции, вначале процесса происходит интенсивное насыщение стали преимущественно углеродом на глубину, необходимую для формирования карбидной зоны. На второй стадии нагрева при достижении температуры 480-500оС в печную атмосферу вводят аммиак (50% NH3 + 50% эндогаз), в результате чего происходит насыщение поверхности изделий азотом. На первом этапе выдержки эндогаз присутствует вместе с аммиаком, а уже на втором этапе выдержки меняют состав газовой среды (25% NH3 + 75% N2). Такая обработка способствует созданию на поверхности изделий карбонитридного слоя толщиной 10-15 мкм. Дальнейшее охлаждение изделий в атмосфере, содержащей 90% N2 и 10% NH3, а затем выдержка при температуре 480-500оС в течение 1,5-2,0 ч в атмосфере азота приводят к диффузии и распаду карбонитридной корочки, уменьшая хрупкость, но не уменьшая твердости поверхностного слоя. Выдержка в азоте менее 1,5 ч не устраняет полностью поверхностную хрупкость, а более 2,0 ч приводит к уменьшению твердости.Due to the use of endogas during heating (97% N 2 , 2.9% H 2 , 0.04% CO, CO 2 the rest), which provides protective and reduction functions, at the beginning of the process, the steel is intensively saturated predominantly with carbon to the depth necessary for forming carbide zone. At the second stage of heating, when the temperature reaches 480-500 о С, ammonia (50% NH 3 + 50% endogas) is introduced into the furnace atmosphere, as a result of which the surface of the products is saturated with nitrogen. At the first stage of exposure, endogas is present together with ammonia, and already at the second stage of exposure, the composition of the gas medium is changed (25% NH 3 + 75% N 2 ). This treatment contributes to the creation on the surface of the products carbonitride layer with a thickness of 10-15 microns. Further cooling the product in an atmosphere containing 90% N 2 and 10% NH 3 and then holding at a temperature of 480-500 ° C for 1.5-2.0 hours under a nitrogen atmosphere, lead to diffusion and disintegration of carbon nitride crust, reducing brittleness but not reducing the hardness of the surface layer. An exposure in nitrogen of less than 1.5 hours does not completely eliminate surface brittleness, and more than 2.0 hours leads to a decrease in hardness.

Заявляемый способ химико-термической обработки, основанный на постепенном снижении в процессе обработки процентного содержания аммиака (50%, 25% , 10%, 0%) и увеличении процентного содержания азота (75%, 90%, 100%), позволяет равномерно распределить в тонком поверхностном слое все образования, легированные азотом и углеродом, стабилизировать гетерофазный слой и за счет этого улучшить эксплуатационные характеристики изделий. Так, при химико-термической обработке инструмента из быстрорежущих сталей по заявляемому способу исключаются случаи шелушения и скалывания, поверхность становится менее сцепляемой с обрабатываемым металлом, исключаются случаи наволакивания металла. The inventive method of chemical-thermal treatment, based on a gradual decrease in the processing percentage of ammonia (50%, 25%, 10%, 0%) and an increase in the percentage of nitrogen (75%, 90%, 100%), allows you to evenly distribute with a thin surface layer, all formations doped with nitrogen and carbon stabilize the heterophase layer and thereby improve the operational characteristics of the products. So, during the chemical-thermal treatment of the tool from high-speed steels according to the claimed method, cases of peeling and chipping are excluded, the surface becomes less adhesion to the metal being treated, and cases of metal enveloping are excluded.

П р и м е р. Проводят химико-термическую обработку изделий (метчиков М8) из стали Р6М5. Устанавливают предварительно обезжиренные метчики в специальное приспособление и помещают их в печь. Затем, после продувки азотом в печь подают эндогаз в количестве 1 объем печи в 1 ч при давлении в печи 70 мм вод. ст. Включают печь на разогрев и нагревают ее до температуры 490±10оС. Эндогаз подают с точкой росы -3оС, пропуская его предварительно через силикагель. При достижении температуры 490±10оС в печь подают газовую среду, состоящую из 50% аммиака и 50% эндогаза, и производят дальнейший нагрев до температуры 570±10оС. При температуре в печи 570±10оС и составе газовой среды -50% NH3 +50% эндогаза осуществляют выдержку в течение 40 мин, после чего при той же температуре и в газовой смеси, состоящей из 25% NH3 + 75 N2, производят выдержку 40 мин. Затем печь с изделиями охлаждают до температуры 490±10оС с подачей газовой смеси из 10% NH3 + 90% N2. При достижении температуры 490±10оС подачу аммиака прекращают и производят выдержку 1 ч 40 мин в атмосфере азота, после чего печь отключают, и изделия остывают вместе с печью до температуры 150оС, а затем печь открывают и достают готовые изделия.PRI me R. Chemical-thermal treatment of products (taps M8) is carried out from steel P6M5. Pre-fat-free taps are installed in a special device and placed in the oven. Then, after purging with nitrogen, endogas is supplied to the furnace in the amount of 1 furnace volume for 1 h at a furnace pressure of 70 mm water. Art. Turn on heating furnace and heated to a temperature of 490 ± 10 ° C endogas is fed with a dew point of -3 ° C by passing it through silica gel previously. When the temperature reached 490 ± 10 ° C is fed into the furnace atmosphere gas consisting of 50% ammonia and 50% endogas and produce further heating to a temperature of 570 ± 10 ° C. At the temperature in the furnace 570 ± 10 ° C and the composition of the gas environment - 50% NH 3 + 50% of endogas is held for 40 minutes, after which, at the same temperature and in a gas mixture consisting of 25% NH 3 + 75 N 2 , they hold for 40 minutes. Then the furnace with the products is cooled to a temperature of 490 ± 10 about With the supply of a gas mixture of 10% NH 3 + 90% N 2 . When the temperature reached 490 ± 10 ° C flow was stopped and ammonia produce exposure 1 hour 40 minutes under a nitrogen atmosphere, after which the oven is switched off and the articles cool with the furnace to a temperature of 150 ° C, and then the furnace was opened and the take out finished articles.

Для сравнения проводили химико-термическую обработку метчиков М8 по известному способу двухступенчатого газового азотирования:
I ступень - температура 560оС, время 15 ч;
II ступень - температура 500оС, время 12 ч.
For comparison, chemical-thermal treatment of M8 taps was carried out according to the known method of two-stage gas nitriding:
I stage - temperature 560 о С, time 15 hours;
II stage - temperature 500 о С, time 12 hours

Испытания метчиков М8, проведенные при обработке деталей из стали 5ХНМ, показывают, что после обработки по предлагаемому способу их стойкость увеличилась в 1,5-1,8 раза по сравнению с известным способом. При этом длительность обработки по предлагаемому способу существенно уменьшена. Tests of M8 taps carried out during the processing of parts made of 5XHM steel show that after processing by the proposed method, their resistance increased by 1.5-1.8 times in comparison with the known method. Moreover, the processing time of the proposed method is significantly reduced.

Таким образом, технико-экономический эффект при использовании предлагаемого способа получен в результате увеличения износостойкости и сокращения общего времени обработки изделий. Thus, the technical and economic effect when using the proposed method is obtained by increasing the wear resistance and reducing the total processing time of the products.

Claims (1)

СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ, включающий нагрев до температуры обработки в эндотермической атмосфере с добавлением аммиака, выдержку при этой температуре в атмосфере, содержащей азот, и охлаждение изделий, отличающийся тем, что нагрев до температуры обработки проводят в два этапа, вначале до температуры 480 - 500oС в среде эндогаза, затем до температуры 560 - 580oС в среде, содержащей 50% аммиака и 50% эндогаза, а выдержку при этой температуре и этом составе среды выполняют в течение 0,5 - 1,0 ч, затем при этой же температуре проводят выдержку 0,5 - 1,0 ч в газовой смеси, состоящей из 25% аммиака и 75% азота, после чего охлаждают изделия до 480 - 500oС в газовой смеси, состоящей из 10% аммиака и 90% азота, и выдерживают при этой температуре в атмосфере азота 1,5 - 2,0 ч.METHOD FOR CHEMICAL AND THERMAL TREATMENT OF PRODUCTS FROM INSTRUMENTAL STEELS, including heating to a treatment temperature in an endothermic atmosphere with the addition of ammonia, holding at this temperature in an atmosphere containing nitrogen, and cooling products, characterized in that heating to a processing temperature is carried out in two stages, first to a temperature of 480 - 500 o C in an endogas medium, then to a temperature of 560 - 580 o C in an environment containing 50% ammonia and 50% endogas, and exposure at this temperature and this composition of the medium is performed for 0.5 - 1.0 h, then at this e exposure is carried out a temperature of 0.5 - 1.0 hours in a gas mixture consisting of 25% ammonia and 75% of nitrogen, after which the product is cooled to 480 - 500 o C in a gas mixture consisting of 10% ammonia and 90% of nitrogen, and maintained at this temperature in a nitrogen atmosphere of 1.5 - 2.0 hours
SU5055781 1992-07-27 1992-07-27 Method of chemical heat treatment of articles of tool steel RU2025539C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5055781 RU2025539C1 (en) 1992-07-27 1992-07-27 Method of chemical heat treatment of articles of tool steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5055781 RU2025539C1 (en) 1992-07-27 1992-07-27 Method of chemical heat treatment of articles of tool steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2025539C1 true RU2025539C1 (en) 1994-12-30

Family

ID=21610131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5055781 RU2025539C1 (en) 1992-07-27 1992-07-27 Method of chemical heat treatment of articles of tool steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2025539C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782413C1 (en) * 2021-11-11 2022-10-26 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") METHOD FOR GAS LOW-TEMPERATURE NITRO-CEMENTATION OF TOOL MADE OF HIGH ALLOYED DIE STEELS (SATURATION LAYERS FROM 0.05 mm TO 0.12 mm) WITH OPTIMAL CARBONITRIDE SURFACE LAYER IN VACUUM FURNACES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 840196, кл. C 23C 8/32, 1981. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782413C1 (en) * 2021-11-11 2022-10-26 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") METHOD FOR GAS LOW-TEMPERATURE NITRO-CEMENTATION OF TOOL MADE OF HIGH ALLOYED DIE STEELS (SATURATION LAYERS FROM 0.05 mm TO 0.12 mm) WITH OPTIMAL CARBONITRIDE SURFACE LAYER IN VACUUM FURNACES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1073325A (en) Atmosphere compositions and methods of using same for surface treating ferrous metals
US4395025A (en) Method and apparatus for the continuous furnace brazing and gas soft-nitriding treatments of iron articles
US5372655A (en) Method for the treatment of alloy steels and refractory metals
US4152177A (en) Method of gas carburizing
CA1052669A (en) Process for hardening work pieces made from steel and arrangement for carrying out the process
RU2025539C1 (en) Method of chemical heat treatment of articles of tool steel
US4028100A (en) Heat treating atmospheres
RU2052535C1 (en) Method for thermochemical treatment of hollow steel products
FR2615868A1 (en) PROCESS FOR THE HEAT TREATMENT OF METAL PARTS IN A FLUIDIZED LAYER CROSSED BY A GAS
RU1836484C (en) Method of application of nitride layers on parts made of titanium and titanium alloys
EP0066207A1 (en) Process for providing a uniform carbon distribution in ferrous compacts at high temperatures
JPS60215756A (en) Hardening of stainless steel
JPH01503790A (en) Method of low-temperature carbonitriding of steel slabs
JPS644583B2 (en)
JPH076053B2 (en) Nitriding of steel workpieces under pressure
SU945244A1 (en) Method for nitriding
US5827375A (en) Process for carburizing ferrous metal parts
JPH0138870B2 (en)
JPS62188771A (en) Surface hardening method for structural steel
JPS5582729A (en) Heat treating method for steel material
SU985079A1 (en) Method of heat treating of articles from construction steels
SU1542965A1 (en) Method of strengthening tools made of steel containing carbide- and boride-forming components
RU2025540C1 (en) Composition of lute for cementation and nitrooxidation of parts of alloyed steels and titanium alloys
JP3429870B2 (en) Surface hardening method for sintered parts
JPH0312140B2 (en)