СПОСОБ ГАЗОВОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ ИНСТРУМЕНТА ИЗ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ (СЛОИ НАСЫЩЕНИЯ ОТ 0,05 ММ ДО 0,12ММ) С ОПТИМАЛЬНЫМ КАРБОНИТРИДНЫМ ПОВЕРХНОСТНЫМ СЛОЕМ В ВАКУУМНЫХ ПЕЧАХ
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

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке инструмента из штамповых сталей (3Х3М3Ф, 4Х5МФС и др.), и может быть использовано для упрочнения всех видов штампового инструмента (матрицы, вставки, пуансоны и т.д., работающих в условиях интенсивного трения и динамических нагрузок.
Существующие методы упрочнения штампового инструмента упрочнение штампового инструмента в расплавах цианистых солей.
Недостатками упрочнения в расплавах цианистых солей является жесткие требования к безопасности выполнения технологического процесса (особые условия хранения исходных солей, утилизации отработанных солей, требуется полностью изолированный технологический участок, ручная работа, сложности автоматизации процесса)
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение ресурса штампового инструмента из высоколегированных штамповых сталей в газовой среде в вакуумных печах, что позволит обеспечить повышение стойкости режущего инструмента в 2-2,5 раза, улучшить экологическую безопасность.
Технический результат газовой низкотемпературной нитроцементации штампового инструмента из высоколегированных штамповых сталей в вакуумной печи достигается тем, что проводят вакуумирование печи, предварительный нагрев упомянутого инструмента в бескислородной атмосфере в среде азота, последующее диффузионное насыщение азотом и углеродом в среде молекулярного газа азота 50%, аммиака 25% и экзотермического газа 25% при температуре 500-570°С в течение 60-180 мин и последующее охлаждение в среде газообразного азота до температуры меньшей или равной 200°С.
Обработка проводится различных видов штампового инструмента на слои насыщения 50-120 мкм в зависимости от вида инструмента с упрочненным слоем, состоящим из диффузионного слоя (α-фаза) и нитриды легирующих элементов, с минимальным количеством (2-4 мкм) поверхностных карбонитридных фаз (ε-фаза) с 0,8-2,5% углерода и 4,5-6% азота, уменьшающая хрупкость карбонитридной фазы. Твердость поверхности насыщенного слоя HV0.3≥950.