Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 24
Текст из файла (страница 24)
'ч1а спеченных шестернях состава ЖГр1ДЗКО,З при циклическом '' ме подачи метана (1050 'С, 1 ч) и последующей вакуумной за"' е при 860 'С, 30 мнн поверхностная твердость по шкале Роквел";;:НКА составила 60-62. Толщжа цементованного слоя на вершине ', поверхности, обработанной по звольвенте, и во впацнне состави'~оответственно 1,66; 1,48 и 1,35 мм [118) . '«)нелогичная химико-термическая обработка детали состава ,5Д1,5 с пористостью 17% повысила контактную выносливость 15олее чем в 3,5 раза [118) по сравнению с деталями беэ химико- ской обработки.
, зновидностыо вакуумной цементации является так называемая цементация, которая осуществляется в тлеющем разряде 4). Наиболее эффективен этот процесс при комбинированном на"'", который вначале осуществляется с помощью графитовых нагре"' ей, а затем подается цементацнонный гаэ и создается плазма щего разряда. В разряде происходят очистка поверхности и актив; иасьпцение ионами углерода, которым в электрическом поле ири'са дополнительная энергия. Поскольку поверхностные процессы ' ' ионной цементации проходят наиболее активно, то она имеет преи'" ство перед традиционной вакуумной цементацией для получения ельно тонких слоев.
где определяющими скорость процесса тся поверхностные реакции. образцах диаметром 6 мм из стали 20Х2Н4А после ионной це'звции на глубину 1,1 мм прочностные свойства были такими же, ':,;и пря цементации в эндогазовой атмосфере, а пластические увелиись в 2 — 5 раз (относительное удлинение в 3 — 5 раз, относитель, 'сужение — в 3,5- 5,5 раз, ударная вязкость — в 25-3 раза) [125).
."' едовательно, при использовании различных вариантов высоко',' аратурной цементации при температуре 1040 *С вместо традицнон: газовой цементации при 930 'С продолжительность обработки яет 15 — 4,5 ч, что позволяет экономить до 30% электроэнер. ,.' -'[126] . уумное азотирование обычно проводится при температурах " 600 'С. Наибольшее.
распространение в настоящее время получи",~нное азотирование, которое осуществляется в среде аммиака или в смеси с аргоном, водородом и другими газами при общем давгазов 133 — 665 Па и рабочем напряжении 350-550 В [124) . 131 Таронна ЗЗФ. Теяяояогнчеенне параметры пронеееа лонного азотяроВапня нетелей пз 1нзяпчямх сталей Орпеятярояочная ямнермка„ч, яяя полученяя таерноет елоя толпепюа, мм на пончо„ етя Нуч Г О,зэ-о,э О.Э-О,ЭЗ О.З$-О,Э О,З-О,ЗЭ 0,35-0,4 цч Темтмратур, с 5-5„5 6,2-68 5,3-6 7-7,6 9-9,5 15-18 15-18 520 4-5 7-9 9-12 12-15 530 4-5 6-8 9-12 15-18 550 3-4 4-5 6-8 9- 12 530 4-5 6-8 9-12 15-18 550 4-5 5-7 7-9 9-12 40Х 18ХГТ 18ХГТ ЗОХЗМФ 38ХЗМВА 15-18 а Тяорпрсть намерялась нря нагрузке на юшентер 5 кг.
Основные параметры процесса вакуумного азотирования для ль талей простой формы приведены в табл. 3.34. Прн этих процессах а камеру подают только диссоциированный аммвак [124], Влияние остаточного давления газа на глубину слоя специфично урж каждой температуры азотирования. Так, при 520 С для сталей 40Х и ЗОХ2М10А зто давление составляет 270 Па, а при температуре 650 "С -. 800 Па [127]. В [125, 127] также -указывается возможность прове.
дения ионных процессов дпя совместного введения в поверхностньй слой азота и углерода. Прн этом в качестве углеродсодержащего гззз обычно используется пропан. Аналогичный эффект при насьпцении поверхности стали азотом мо. жег быть получен в результате воздействия аммиака при остаточном давлении выше 40 кПа [128] .
При более низком остаточном давлении аммиака (13-20 кПа) ннт. ридная зона не образуется, а диффузионный слой представляет собой а-твердый раствор азота в железе, толщина которого на 25 — 30% больше, чем при атмосферном делении аммиака. Слой, полученный без витринной зоны„имеет достаточно высокую пластичность и прочность. а также значительный уровень плотности дислокаций, что обеспечиваю создание структуры„обладающей повышенным сопротивлением усталости.
Сравнительные исследования свойств сталей после азотированнн оо традиционной технологии и по вакуумным вариантам приведены з табл. 3.35 (скорость роста слоя) и в табл. 3.36 (твердость поверх. ности). В результате исследований были сделаны следующие выводы: скорость роста слоя при ионном и вакуумном азотированин ма:ю легированных стален в 2-5 раэ выше по сравнению со скоростью нр" газовом аэотнровални; зто преимущество сохраняется для слога толщиной до 0,3 мм, а для слоев ббльшей толщины, скорости пасы щения выравниваются; 132 Таблица 3.35. Скорость роста, мм/ч„аэатнропаиного слоя ва сталях прн различных методах азотнровании 1129] Темпера.
туре, С кв газовый нонпма 500-540 0,01 ' й)А 520-590 0,013 '.1Н282МФ 560 — 600 0,002-0,008 04Х14Н14ВЗМ) 560-600 0,020-0,05 0,1И вЂ” 0,045 0,015 — 0,045 0,035-0,05 0,01-0,1П5 О,!ХП-О,О! 0.001-0,017 0-0,0!П Таблица 3.36. Новерхяостяая твердость сталей восле различных меюдов азотнронання 11 29] Твердость по Ввккерсу, Глв, после азотнровв- иня по методам* ))герке стеля газовому пенному вакуумному ,С 2МЮА 'ИН2В2МФ 9 (14Х14Н!4ВМЗ) 6-8 7,5-10 8-10,5 3-3,5 6-8,4 6-10 5,6-11 5 — 8,7 5,2-8,9 9-11 7,2-11 3 — 10,5 з5Ъердосзь измерялась прн нагрузке на пндентср 5 кг.
и вакуумное азотирование для малолегированных сталей ;'4трактически одинаковые результаты," высоколегированных сталей предпочтительнее является пронного азотирования. ольку ионное азотнрование проводится на специальных установ"зсоторью не могут быль использованы для других технологических в, то целесообразно здесь привести данные о технико-зконопреимуществах процессов ионного азотирования по сравне', -газовым. , рвботанные во Всесоюзном научно-исследовательском инсзитуте ' термического оборудования (ВНИИЭТО) установки дпя ион, азотирования (табл. 3.37) позволяют сливать удельный расход :; рознергни в 1,5 — 3 раза, аммиака — в 50 — 100 раз, сократить прольность процесса в 2-5 раз по сравнению с газовым азот)гром, В табл.
338 прийедены результаты расчета технологической ,': 'нмости процесса газового азотирования в печи СВ)А-8,12~6ЛГ ,нного азотирования в печи ОКБ-1566 штампов для горячей и хо" штамповки [126]. 133 улбллае 3.37, Теханаьскаехарэктеристакл вмхтаых установок даа исюэжо азотарсэааал Параметр 120 600 10 7 500 170 600 6,6 7 зоо 170 600 1О 4 200 0,6 1 1.8 0,96 1,2 8,З 5,7 10 1 4„5 4,5 8 2 5„4 5,2 5,5 8 1 П р и м е ч а н н е. уровень эатоматюацан: 1 — пр р „„ теыпературы Ьеэвмости) на релммых схемах) 2 — азтоматнээцал техлолод ского процесса на базе микропроцессорной техники. В целом себестоимость при использовании ионного азотиронаннз снизилась на 45% (в том числе затраты на электроэнергию на 34'.7) по сравнению с газовым аэотнрованнем. При этом износостойкость инструмента повышается в 2 — 3 раза, что приводит к уменьшению также в 2 — 3 раза количества инструмента, необходимого на заданную программу производства 1126).
Прогноз развития процессов 7ебелле 3.38. Сравнительные денные по теююнжпчеасой себестоимости Себестоимосн Руб7кг (%) гаэоэого этотн- лонного ээстлооэааал ров еккл Статье расхода Вспомогательные технологические мате- 0,024(3,5) риалы (эымлак, вода) Телнолоьпчесжое толпило 0,209 (30,5) Зьрэбознаэ плата с начисленнамн 0,401 (58,6) Затраты нэ содержание и экснлуэтэцюо оборудоаэнил, в том числе: иэ ыеорпнэюоо на текущвй ремонт Итого: 0,022(5,9) 0,138 (37) 0,108 (28,9) 0,038(5,6) 0„012 П.8) 0,684(100) 0,088 (23,6) 0,017 (4,6) О, 373 (100) 134 Мооиость, кот темлер гуре, Рабочее даелннм, Па Расход охлаждлюлнй воды, м (ч з Максиьильнэл масса загрузки, кг Размеры рабочего прострелены, м: даэые1Р высота Габаритные размеры, м: длила шираха Облил масса установки, т Уран ньь автоматизации тэл уссэлоэкк ОКП-15бе Нюн-б.зе(ЕН! НЮН-ела~ей" '',.:цин, азотирования и ннтроцементацни показытиет, что к :З.
объем химико-термической обработки возрастет с 5 до 21% нению с 1975 г., а доля газовой цементации и ннтроцемента- ';йократнтся в 8 раз. Этн процессы, будут вытесняться новыми, тстн диффузионными процессами в вакууме 11301 . рование с использованием нагрева в вакууме обеспечивает нне требуемой толщины слоя на высоколегированных мар. есталей. Сущность процесса состоит в том, что перед борированием ''' е нагревают в вакууме при давлении 10 ' — 10 ~ Па н темпе- 1000-1200 С с целью обеднения поверхности хромом [131, .:-'.
4лн стали 12Х18Н10Т прн одинаковом режиме борирования злого, жидкостного или злектролизного) использование пред- '"ельного вакуумного отжита в течение 20 мин по сравнению с ющимися методами железнения при 1000 С, 7 ч позволило "' 'ть в 1,5 раза большую толщину борндного слоя. Износостой- "":. зтого слоя прн температуре испытания 1000 'С и остаточном и 10"з-10 з Па оказалась в 2 раза выше„чем при традицион- ':-методах борировання 11321 Для повышения износостойкости " 'ых покрытий на высоколегированных сталях после борирова- ':,цеобходнмо проводить вакуумный отжиг при температурах 950— ;~С, а время выдержки выбирать в зависимости от марок ста- 1331 .
им образом, применение вакуума в рассмотренных процессах '" о термической обработки уже зкономически зффективно. Сле- ,-птметить, что начинают внедрятьсн вакуумные процессы алития, хромнрования, титанирования, снлицированин, З.Б. Пайка в вакууме обычно применяется дця деталей нз материалов, которых в защитных средах недопустим, или для материа- "-'дзанмодействуюших с флюсами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
