CS336091A3 - Process of nitriding steel workpieces under pressure - Google Patents

Description

Μ 60-fy

Způsob nitridování ocelových obrobků ρόα rxaseju t

Oblast techniky o CT)

‘ /

Vynález se týká způsobu nitridování ocelových obrobků vplynné atmosféře obsahující atomární dusík při teplotách nad425°C a tlacích nad 0,2 MPa.

Dosavadní stav techniky

Podle současného stavu techniky se nitridační vrstvy naobrobcích z legovaných ocelí vytvářejí v solné lázni, nitrido-váním plynem nebo plazmovým nitridováním. Tyto vrstvy zlepšujíodolnost proti korozi, odolnost proti oděru a cyklickou pevnost.Sestávají zpravidla z tzv. sloučeninové vrstvy o tloušťce něko-lika /um nad dusíkovou difuzní vrstvou, které vznikají výše uve-denými postupy řádově během sta hodin. V posledních letech zaznamenalo zvlášt velký růst plynovénitridování, při kterém se ocelové díly zahřívají v atmosféřeplynů odštěpujících dusík, přednostně ve čpavkové atmosféře. Z US-PS 2,779,697 je znám způsob nitridování oceli v plyn-ném čpavku pod tlakem.

Tlaková nádoba se přitom plní určitým množstvím čpavku aohřeje se na teplotu 425 až 640°C, čímž vzroste tlak čpavkuv tlakové nádobě na několik desetin MPa. Přitom se získají nitri-dové vrstvy od 20 do 40/Um v průběhu asi 15 hodin, v závislostina množství čpavku, na tlaku a teplotě. Tento postup se všaknemohl v praxi prosadit. Úkolem tohoto vynálezu je tedy vyvinout způsob nitridováníocelových obrobků v plynné atmosféře obsahující atomární dusík při teplotách nad 425°C a tlacích nad 0,2 MPa, při němž se mohouv během krátké doby vyrábět neporézní sloučeninové vrstvy o tloušt·ce až 50/Um na nelegovaných i legovaných ocelích bez zvláštnípředchozí úpravy-

Podstata vynálezu

Tento úkol je podle vynálezu řešen tím, že plynná atmosfé-ra sestává z 5 až 95 % objemových čpavku a 95 až 5 % objemovýchmolekulárního dusíku a že nitridování probíhá při konstantnímtlaku.

Jako plyn poskytující atomární dusík se používá čpavku,který při vyšších teplotách disociuje na vodík a dusík. Použitíčistého čpavku bez příměsi molekulárního dusíku vede k jednoznačně horším nitridačním vrstvám. Během 4 až 5 hodin se získajínitridové vrstvy o tlouštce až 50/Um.

Tyto sloučeninové vrstvy jsou téměř bez pórů. Poměr Y'- kε-fázi je nastavitelný provozními parametry a dosahuje v nejpří-znivějším případě 100 % γ-fáze. Austenické ocele a ocele s vy-sokým obsahem chrómu mohou být nitridovány bez předchozí chemic-ké úpravy. Tento postup je vhodný k úpravě obrobků bez jejichgeometrického omezení a v libovolném počtu. Počet je určen jen'velikostí pece, která je k dispozici. Komorovou pec je obvyklemožno při vnitřním absolutním tlaku 0,2 až 10 MPa vyhřát až na1 200°C. Provozní parametry, teplota, čas, absolutní tlak a par-ciální tlak plynu odštěpujícího dusík, mohou být nastaveny tak,aby vznikly optimální provozní podmínky pro každý obrobek.Hodnoty nitridačních teplot od 500 do 900°C se přitom ukázalyjako nejpříznivější. Mimo to je důležité provádět nitridaci bě-hem nitridační doby za konstantního tlaku. Kolísání tlaku zhor-šuje dobré vlastnosti a reprodukovatelnost sloučeninových vrstevDoba úpravy se řídí podle druhu oceli a požadované tlouštkyvrstvy. Následující příklady mají blíže vysvětlit vynález. Příklady provedení vynálezu s Příklad 1

Ocel o složení C 45 se nitriduje v tlakové komorové pecipři 700°C plynnou směsí tvořenou 30 % objemovými čpavku a 70 %objemovými dusíku při přetlaku 2 MPa. Po jedné hodině se vytvo-řila sloučeninová vrstva o tloušťce 40/Um téměř bez pórů. Příklad 2 U rychlořezných ocelí se získá při 580°C v plynné atmo-sféře tvořené 80 % objemovými čpavku a 20 % objemovými dusíkuza tlaku 1 MPa za 4 hodiny difuzní zóna o tloušťce 100yum. Příklad 3

Na oceli o složení 16MnCr5 se za teploty 550°C v plynnéatmosféře tvořené 70 % objemovými čpavku a 30 % objemovými du-síku za tlaku 8 MPa získá ve 2 hodinách téměř neporézní slouče-ninová vrstva o tloušťce 50,um. *r '

Claims (1)

1. Mč- <?/ PATENTOVÝ NÁROK 1 pod /(alz&amp;vr) Způsob nitridování ocelových obrobků) v plynné atmosféřeobsahující atomární dusík při teplotách nad 425°C a tlacíchnad 0,2 MPa, vyznačující se tím, že plyn- ✓ ná atmosféra sestává z 5 až 95 % objemových čpavku a 95 až 5 %objemových molekulárního dusíku a že nitridování probíhá přikonstantním tlaku. •-iiga , ΑΛ3Γ907.λΖΞίν Λ ovyn ......."Ί 16 iX '9 0 jťílfCf

   1