SU1731869A1 - Method of carburizing steel products - Google Patents
Method of carburizing steel products Download PDFInfo
- Publication number
- SU1731869A1 SU1731869A1 SU4832346A SU4832346A SU1731869A1 SU 1731869 A1 SU1731869 A1 SU 1731869A1 SU 4832346 A SU4832346 A SU 4832346A SU 4832346 A SU4832346 A SU 4832346A SU 1731869 A1 SU1731869 A1 SU 1731869A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- hardness
- steel products
- concentration
- metal
- solutions
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 5
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 title 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 3
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 5
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 235000010356 sorbitol Nutrition 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 3
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 description 3
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 description 3
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 description 3
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 description 3
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Сущность изобретени : способ включает обработку изделий в водных растворах многоатомных спиртов или их смесей с концентрацией 2,5 - 20% при нагреве ТВЧ до 1050 -1070°С.З табл.SUMMARY OF THE INVENTION: The method includes the treatment of products in aqueous solutions of polyhydric alcohols or their mixtures with a concentration of 2.5 - 20% when high-frequency heating is performed up to 1050 -1070 ° C.
Description
Изобретение относитс к химико-термической обработке стальных изделий и может использоватьс в металлургии, станкостроении.This invention relates to the chemical heat treatment of steel products and can be used in metallurgy and machine tool building.
Известен способ цементации стальных изделий, включающий обработку в годовой атмосфере с подачей жидкого карбюризатора - керосина в рабочее пространство печи при 930°С.The known method of cementation of steel products, including processing in the annual atmosphere with the supply of liquid carburizer - kerosene in the working space of the furnace at 930 ° C.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ цементации в жидкой среде (керосине, ацетоне, бензине и т.д.) с нагревом ТВЧ при 1000 - 1100°С.The closest to the present invention is a method of cementation in a liquid medium (kerosene, acetone, gasoline, etc.) with high-frequency heating at 1000–1100 ° C.
Способ позвол ет успешно осуществить цементацию поверхности изделий.The method allows successful cementation of the surface of the products.
К недостаткам способа относитс образование сажи, при использовании керосина , бензола, растворов ацетона слой сажи может быть настолько плотным, что процесс цементации не идет. Все карбюризаторы летучи и представл ют опасность в пожарном и санитарно-экологическом аспектах.The disadvantages of the method include the formation of soot, when using kerosene, benzene, acetone solutions, the soot layer can be so dense that the cementation process does not proceed. All carburizers are volatile and are dangerous in fire and sanitary and environmental aspects.
Врем обработки издели составл ет 60 и более секунд - в течение этого времени происходит выделение большого объема гор чих паров, с чем св заны потери карбюризаторов и необходимость непрерывного корректировани состава водных растворов ацетона и металла.The processing time of the product is 60 seconds or more - during this time a large amount of hot vapors are released, which causes loss of carburizers and the need for continuous adjustment of the composition of aqueous solutions of acetone and metal.
Целью изобретени вл етс повышение твердости поверхностного сло и сокра- щение времени.обработки изделий, улучшение условий труда.The aim of the invention is to increase the hardness of the surface layer and the reduction of time. Processing of products, improving working conditions.
Цель достигаетс тем, что в способе тер- модиффузионн.ого легировани стальных изделий, включающем их обработку в жидкой насыщающей среде с нагревом до пред- плавленного состо ни , нагрев осуществл ют в. водных растворах многоатомных спиртов и их смесей с концентрацией 2,5 - 20% при 1050 - 1070°С.The goal is achieved by the fact that in the method of thermally diffusion doping of steel products, including their processing in a liquid saturating medium with heating to the premelted state, heating is carried out in. aqueous solutions of polyhydric alcohols and their mixtures with a concentration of 2.5 - 20% at 1050 - 1070 ° С.
Особенность методики ТДЛ состоит в том, что обработка поверхности издели осуществл етс в жидкой среде, максимальна температура которой ограничиваетс температурой кипени жидкости при посто нном нагреве металла ТВЧ до предплав- ленного состо ни . При этом компоненты жидкой среды подвергаютс термическому разложению на поверхности издели , и продукты разложени взаимодействуют с металлом , образу соединени ,The peculiarity of the TDL technique is that the surface treatment of the product is carried out in a liquid medium, the maximum temperature of which is limited by the boiling point of the liquid, with constant heating of the HDTV metal to a pre-melted state. The components of the liquid medium undergo thermal decomposition on the surface of the product, and the decomposition products interact with the metal, forming a compound
ыs
0000
о чэoh che
обусловливающие твердость металла, состав которых определ етс составом жидкой фазы (диффузанта). Вследствие большой разности температур поверхности металла и диффузанта происходит фиксирование образующихс соединений в составе поверхностного сло металла. В частности, углеродосодержаща среда обеспечивает насыщение поверхности металла углеродом .causing the hardness of the metal, whose composition is determined by the composition of the liquid phase (diffusant). Due to the large temperature difference between the metal surface and the diffusant, the resulting compounds are fixed in the composition of the metal surface layer. In particular, the carbon-containing medium ensures the saturation of the metal surface with carbon.
Таким образом, дл успешного осуществлени процесса необходимо иметь среду , обеспечивающую образование, например, углерода и быстрое охлаждение металла. Этим услови м отвечают растворы воднорастворимых органических соединений , таких как многоатомные спирты - глицерин , ксилит, сорбит и другие, обладающие хорошей растворимостью в воде . При термическом разложении этих веществ образуетс р д соединений, содержащих углерод, что может быть представлено , например, схемой:Thus, for the successful implementation of the process, it is necessary to have an environment that provides the formation of, for example, carbon and rapid cooling of the metal. These conditions are met by solutions of water-soluble organic compounds, such as polyhydric alcohols - glycerin, xylitol, sorbitol, and others, which have good solubility in water. The thermal decomposition of these substances produces a series of compounds containing carbon, which can be represented, for example, by the scheme:
СеН 140е Ј ЗСО + ЗС + 4Н2 + ЗН20SeN 140e Ј SBV + ZS + 4N2 + ZN20
Образовавшиес соединени взаимодействуют с поверхностью металлаThe resulting compounds interact with the metal surface.
Fe + у (С)Fe + y (C)
Fe + CO + .Fej/ (C) + H20Fe + CO + .Fej / (C) + H20
Очевидно, приведенными схемами не исчерпываетс весь р д процессов, но в результате всех их происходит насыщение поверхности металла углеродом, обусловливающее значительное повышение твердости. Дл обеспечени быстрого охлаждени служит растворитель - вода, обладающа высокой теплоемкостью. Водно-органические смеси не гор т и поэтому пожарна опасность при работе с ним отпадает . Кроме того, как показали эксперименты , при работе с этими смес ми совершенно отсутствует сажеобразование, которое затрудн ет процесс цементации.Obviously, the above schemes do not exhaust the whole range of processes, but as a result of all of them, the metal surface is saturated with carbon, which causes a significant increase in hardness. To provide rapid cooling, there is a solvent — water, which has a high heat capacity. Water-organic mixtures are not hot and therefore there is no danger when working with it. In addition, as experiments have shown, when working with these mixtures, soot formation is completely absent, which complicates the cementation process.
В приведенных примерах определ етс оптимальна концентраци растворов,In the examples given, the optimal concentration of the solutions is determined.
Примеры -7, Выполнение способаExamples -7, Execution of the method
тдл.tdl
Цилиндрическую деталь из Ст-3 помещают в индуктор установки ТВЧ и закрепл ют в сосуде емкости 5-10л, смонтированном в основании установки и заполненном раствором сорбита, определ емой концентрации. Деталь нагревают до 1000- 1100°Си выдерживают при этой температуре в течение 4 - 5 с.A cylindrical piece of St-3 is placed in the inductor of the HDTV installation and fixed in a vessel of a 5–10 l container mounted at the base of the installation and filled with a sorbitol solution, the determined concentration. The part is heated to 1000-1100 ° C is kept at this temperature for 4-5 seconds.
Как показали опыты длительное врем выдержки нецелесообразно, так как это может привести к перегреву и оплавлению де- тали. После включени ТВЧ деталь вынимаетс из раствора и определ етс Experiments have shown that a long exposure time is impractical because it can lead to overheating and melting of the part. After switching on the high-frequency part is removed from the solution and determined
твердость на ее поеерхности и по радиусу. Результаты испытаний приведены в табл.1.hardness on its surface and radius. The test results are shown in table 1.
Из табл.1 следует, что существует определенна зависимость твердости от концен- трации раствора, причем максимум приходитс на 20%-ный раствор. При более высоких концентраци х твердость также достаточно высока, т.е. диапазон концентраций растворов весьма широк, но увеличение концентрации не способствует повышению твердости. Очевидно использование растворов с более чем 20%-ной концентрацией нецелесообразно. Большое значение имеетFrom Table 1 it follows that there is a definite dependence of hardness on the concentration of the solution, with a maximum falling on a 20% solution. At higher concentrations, the hardness is also quite high, i.e. The range of concentrations of solutions is very wide, but an increase in concentration does not contribute to an increase in hardness. Obviously the use of solutions with more than 20% concentration is impractical. Of great importance
температура обработки. Главной особенностью вл етс то, что науглероживание поверхности металла происходит в очень узком диапазоне температур, в котором металл находитс в предплавленном состо нии . Это достаточно определенно подтверждаетс примерами выполнени способа при фиксированной температуре.processing temperature. The main feature is that the carburization of the metal surface occurs in a very narrow temperature range, in which the metal is in the melted state. This is quite definitely supported by examples of performing the method at a fixed temperature.
П р и м е ы 8 - 12. Детали обрабатывают по методике, описанной в примерах 1 - 7, в 20%-ном растворе сорбита при фиксированной температуре.EXAMPLES 8–12. Parts are processed according to the procedure described in examples 1-7 in a 20% solution of sorbitol at a fixed temperature.
Результаты испытани приведены в табл.2.The test results are shown in Table 2.
Из данных табл.2 следует, что максимальна твердость получаетс при обработке деталей в диапазоне температур 1050 - 1070°С, При более нмзкой температуре твердость увеличиваетс незначительно, а при более высокой поверхность деформируетс вследствие оплавлени ,From the data of Table 2 it follows that the maximum hardness is obtained when machining parts in the temperature range of 1050–1070 ° C. At a lower temperature, the hardness increases slightly, and at a higher temperature, the surface deforms due to melting,
Дл проверки возможности применени других многоатомных спиртов в технологическом процессе провод т эксперименты с растворами глицерина, ксилита , а также смеси (1:1), ксилита и сорбита.To test the possibility of using other polyhydric alcohols in the process, experiments with solutions of glycerin, xylitol, as well as a mixture (1: 1), xylitol and sorbitol are carried out.
Опыты со смесью провод т дл определени эффективности с целью использо- вани в технологии дешевых и недифицитных ксилит-сорбитных фракцийExperiments with the mixture are carried out to determine the effectiveness with the aim of using cheap and non-deficient xylitol-sorbitol fractions in the technology.
куЬовых останков гидролизных заводов.The remains of hydrolysis plants.
Эксперимент с указанными растворами провод т по описанной методике: в качестве критери привод т показатель твердости (НРС) поверхности образцов.The experiment with the indicated solutions was carried out according to the described method: as a criterion, the hardness index (LDC) of the surface of the samples was given.
Результаты приведены в табл.3.The results are shown in table 3.
Использование предлагаемого способа термодиффузионного легировани позвол ет повысить поверхностную твердость, что приводит к увеличению износостойкости, иUsing the proposed method of thermal diffusion doping allows to increase the surface hardness, which leads to an increase in wear resistance, and
значительно сокращает врем обработки до нескольких секунд, а также жидкий карбюризатор снижает пожароопасность и улучшает санитарно-экологическую обстановку.significantly reduces the processing time to a few seconds, and the liquid carburizer reduces the risk of fire and improves the sanitary and environmental situation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4832346A SU1731869A1 (en) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Method of carburizing steel products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4832346A SU1731869A1 (en) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Method of carburizing steel products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1731869A1 true SU1731869A1 (en) | 1992-05-07 |
Family
ID=21517079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4832346A SU1731869A1 (en) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Method of carburizing steel products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1731869A1 (en) |
-
1990
- 1990-05-29 SU SU4832346A patent/SU1731869A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Кидин И.Н., Андрюшечкин В.И., Волков В.А., Холин А.С. Электрохимико-термиче- ска обработка металлов и сплавов. - М.: Металлурги , 1978, с.209 - 222. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK155188D0 (en) | PROCEDURE FOR CLEANING OF POLLUTED SOIL | |
| SU1731869A1 (en) | Method of carburizing steel products | |
| US2673821A (en) | Heat treatment of steel in a protective atmosphere | |
| US8764914B2 (en) | Aqueous quenching media and use thereof in quenching metal substrates | |
| Luguera et al. | Combination of chemical modifiers and graphite tube pre-treatment to determine boron by electrothermal atomic absorption spectrometry | |
| US4840680A (en) | Method for degreasing a cold rolled metallic band | |
| SU1719461A1 (en) | Method of carbonitriding of steel products | |
| RU2005811C1 (en) | Process of borocopperizing steel products in vibrated fluidized bed | |
| GB2036365A (en) | Determination of Phosphorus by Atomic Absorption Spectrophotometry with Electrothermal Atomisation | |
| US4177318A (en) | Spectroscopy | |
| SU598695A1 (en) | Method of thermal treatment of sintered articles | |
| EP1625240B1 (en) | Quenching fluid composition | |
| SU1191720A1 (en) | Method of vapour-gas degreasing of chips in rotating furnace | |
| JP2002322519A (en) | Treatment method for aluminum nitride, treatment apparatus or the like for aluminum nitride | |
| SU1723192A1 (en) | Process for borating of metallic products | |
| SU467762A1 (en) | The method of increasing the activity of the alloy catalyst | |
| SU1154347A1 (en) | Method of heat treatment of steel articles | |
| SU1006539A1 (en) | Methord for gas carburization of steel products | |
| SU931806A1 (en) | Method of gas cementation | |
| SU779437A1 (en) | Method of producing diffusion coatings | |
| SU490871A1 (en) | Carburizer for grouting | |
| SU1507860A1 (en) | Carburizer for gaseous nitrocarburization of steel articles | |
| WO2004099345A1 (en) | Apparatus and method for the regeneration of quenching oils | |
| SU668975A1 (en) | Composition for boron treatment of steel articles | |
| SU945244A1 (en) | Method for nitriding |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20050530 |