автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка и исследование технологии поверхностного упрочнения быстрорежущих сталей в экологически чистой соляной ванне на основе карбамида

На правах рукописи

1111111111111111111111

□ОЗ171563

Губин Денис Игоревич

Разработка и исследование технологии поверхностного упрочнения быстрорежущих сталей в экологически чистой соляной ванне на основе карбамида

05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск 2008

Работа выполнена в Курской государственной сельскохозяйственной академии на кафедре «Технология металлов и ремонт машин»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Колмыков Валерий Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Серебровский Владимир Исаевич

кандидат технических наук, доцент Тригуб Владимир Борисович

Ведущая организация

технический

Воронежский государственный университет

Защита состоится «26» июня 2008 года в 10 00 часов на заседании диссертационного совета Д212 105 01 при Курском государственном техническом университете по адресу 305040, г Курск, ул 50 лет Октября,94

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_» мая 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета О Г Локтионова

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В отечественной промышленности и ремонтном производстве в настоящее время широко используются инструменты из быстрорежущих сталей (резцы, фрезы, сверла и др) Для изготовления этих инструментов используются главным образом вольфрамомолибденовые стали (Р6М5, Р6МЗ и т п), а в последнее время, в связи с острым дефицитом вольфрама, все больше используется безвольфрамовых сталей, легированных молибденом и ванадием (Р0М2ФЗ и др)

Молибден, служащий заменителем вольфрама в быстрорежущих сталях, также как и вольфрам способствует образованию при отпуске закаленных сталей стойких против коагуляции сложных карбидов типа М6С, обеспечивающих твердость и износостойкость инструмента С другой стороны, влияние молибдена на технологические и эксплуатационные свойства быстрорежущих сталей не вполне аналогично влиянию вольфрама, так как карбиды молибдена легче переходят в твердый раствор при нагревании, чем карбиды вольфрама, что снижает стойкость инструмента

Известно, что стойкость инструмента та быстрорежущих сталей успешно повышают путем насыщения их поверхностей азотом или азотом и углеродом (карбонитрацией) при низких температурах При этом наиболее распространенным процессом насыщения является цианирование инструмента в соляных ванных

Главная особенность насыщения металла в расплавах солей - чрезвычайно высокая активность процесса, значительно превышающая таковую в газовых и твердых средах, включая новейшие разработки, такие как ионное и плазменное азотирование и т п Преимущество цианирования в соляных ванных состоит не только в высокой скорости насыщения, но и в высоком эффекте упрочнения, обеспечивающим хорошее сочетание твердости, износостойкости и пластичности поверхностных слоев Кроме того, обработка инструмента в соляных ваннах отличается высокой экономичностью, обусловленной небольшим расходом энергии (ввиду низкой температуры и небольшой выдержки), а также использованием простого и недорогого термического оборудования

Однако, не смотря на многие преимущества, классический процесс карбонитрации инструментов из быстрорежущих сталей в цианистых ваннах, разработанный в середине прошлого века, в настоящее время практически не используется по экологическим соображениям Применяемые при этом соли ЫаСИ и КСЫ отличаются чрезвычайно высокой токсичностью и требуют специальной сложной и высокоэффективной системы защиты окружающей среды (нейтрализации газов, сточных вод, отходов производства и т п)

Эти проблемы заставили искать новые составы ванн, безопасных с точки зрения экологии В отечественной промышленности была сделана ставка на использование ванн на основе карбамида (мочевины), которая отличается дешевизной и нетоксичностью Мочевина, используемая в массовых количествах как азотное удобрение, в десятки и сотни раз дешевле, чем

цианиды и цианаты натрия и калия, приготовляемые специально для соляных ванн

Расплав карбамида с углекислыми солями (карбонатами) калия или натрия, также с очень дешевыми веществами, обеспечивает эффект упрочнения стальных поверхностей не ниже, чем цианистые ванны, однако при его использовании возникает ряд технологических трудностей, которые тормозят его широкое внедрение в производство.

Настоящая работа посвящена исследованию низкотемпературного насыщения быстрорежущих вольфрамовомолибденовых и безвольфрамовых быстрорежущих сталей в соляных ваннах на основе карбамида, которое, по известным нам данным, еще не исследовалось Такие исследования позволят разработать новую технологию карбонитрации режущего инструмента, безопасную с точки зрения экологии, дешевую и удобную для внедрения в производство, в том числе и в ремонтное, которая по эффективности не должна быть ниже, чем при использовании цианистых солей

Тема работы входит в план научно-исследовательских работ по реализации «Региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного района»

Дель работы - разработка на научной основе экологически чистой и экономичной технологии поверхностного упрочнения инструментов из вольфрамовомолибденовых и безвольфрамовых быстрорежущих сталей, обеспечивающей при минимальных затратах высокие эксплуатационные свойства инструментов

Для достижения вышеозначенной цели в работе предстоит решить следующие задачи

1 Проанализировать механизм насыщения быстрорежущих сталей азотом и углеродом в солевых расплавах

2 Исследовать влияние состава ванны на основе карбамида на интенсивность насыщения быстрорежущих сталей и определить ее оптимальный состав

3 Изучить влияние режимов обработки в карбамидной ванне на структуру и фазовый состав диффузионных слоев на вольфрамомолибденовых и безвольфрамовых быстрорежущих сталях

4 Определить влияние цианирования на физико-механические и эксплуатационные свойства вольфрамомолибденовых и безвольфрамовых быстрорежущих сталей

5 Разработать технологию упрочнения металлорежущего инструмента из быстрорежущих сталей в соляных бесцианистых ванных, пригодную для условий машиностроительного, инструментального и ремонтного производств

Научная новизна

1 Впервые исследовано насыщение быстрорежущих сталей азотом и углеродом в соляных расплавах на основе карбамида Показана высокая скорость цианирования и экологическая безопасность процесса

2 Установлены закономерности влияния состава насыщающей среды и режимов цианирования на структуру и фазовый состав диффузионных слоев на вольфрамомолибденовых и безвольфрамовых быстрорежущих сталях

3 Экспериментально установлены зависимости между режимами цианирования, структурой диффузионных слоев и свойствами (твердостью, износостойкостью и теплостойкостью) быстрорежущих сталей

4 На основании теоретического анализа и экспериментальных исследований разработана энергосберегающая и экологически безопасная технология упрочнения инструмента из быстрорежущих сталей, обеспечивающая повышение его стойкости в 1,5 . .2,5 раза

Методы исследования исследование микроструктуры и физико-механических свойств цианированных быстрорежущих сталей проводилось с использованием металлографического, дюраметрического и

рентгеноструктурного анализов Элементный состав диффузионных слоев определялся с использованием спектрального экспресс-анализа и атомно-эмиссионного спектрометра Износостойкость определялась на машине трения, ударная вязкость на маятниковом копре с пониженной энергией удара и с односторонним закреплением образца малого сечения (метод Изода) Работоспособность и стойкость цианированных инструментов определялись в процессе производственных испытаний при обработке различны материалов

Достоверность результатов, основных положений и выводов по диссертации подтверждается корректностью постановки цели и задачи исследования, обоснованностью теоретических предпосылок, положенных в основу работы, и взаимодополняющими друг друга современными методами экспериментальных исследований. Достоверность результатов подтверждается также отсутствием противоречий с результатами других исследователей и объективными данными наблюдений, полученными в условиях рядовой эксплуатации на металлообрабатывающих предприятиях

Практическая ценность диссертации состоит в разработке научно обоснованных технологических рекомендаций по поверхностному упрочнению инструментов из быстрорежущих сталей массового производства различных систем легирования в соляных ваннах на основе карбамида Производственная апробация предложенной технологии показала, что она обеспечивает в 2 2,5 раза более высокую стойкость цианированного инструмента из сталей Р6М5 и Р0М2ФЗ, по сравнению с инструментом, подвергнутым закалке с тройным отпуском по стандартной технологии

Апробация работы Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях «Материалы и упрочняющие технологии» (Курск 2005, 2006, 2007 гт), «Современные инструментальные материалы, информационные технологии и инновации - 2005» (Курск 2005 г), «Совершенствование технологии восстановления деталей и ремонта машин в АПК» (Курск 2006 г), «Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике» (Воронеж 2007 г)

Публикации По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, две из которь х - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав основной части, общих выводов и библиографического списка Общий объем работы 112 страниц, 11 таблиц, 28 рисунков Библиографический список -98 источников

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации и рассмотрена целесообразность поверхностной упрочняющей обработки быстрорежущих сталей в соляных ваннах на основе дешевого и нетоксичного вещества -карбамида

В первой главе диссертации представлен аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по современным быстрорежущим сталям и их термической обработке В главе рассмотрены вопросы использования соляных ванн различного состава для поверхностного упрочнения стальных деталей, проанализированы преимущества и недостатки различных солевых составов и перспективы их использования для цианирования быстрорежущих сталей Рассмотрен механизм образования нитроцементованных слоев на быстрорежущих сталях и роль легирующих элементов в образовании упрочняющих фаз при насыщении сталей азотом и углеродом

В главе, на основе проведенного анализа, сформулированы цель и задачи исследования

Во второй главе приведена методика экспериментальных исследований, проводимых для решения задач, поставленных в работе Для исследования влияния цианирования в карбамидной ванне на структуру и свойства диффузионных слоев, выбраны две марки быстрорежущих сталей -традиционная и самая массовая сталь Р6М5 и новая безвольфрамовая сталь Р0М2ФЗ, рекомендованная ЦНИИЧЕМЕТом для замены первой Кроме того, в работе использовались для сравнительных испытаний стали Р6МЗ, Р18 и Р0М4

Химико-термическую обработку образцов и инструментов из названных сталей производили в ваннах (расплавленных солях), содержащих карбамид, соду, поваренную соль и едкий натр, - карбамидо-натриевых ваннах Для приготовления расплавов (ванн) использовали стальные и титановые тигли, нагрев производили в вертикальных электропечах собственного изготовления с нихромовыми нагревателями Температуру контролировали и поддерживали автоматически электронным потенциометром с точностью ±5°С После расплавления компонентов ванны производили ее стабилизацию (старение) в течение 2 3 часов, после чего в тигель с расплавом помещали исследуемые образцы

Твердость цианированных слоев определяли на твердомерах Роквелла (ТК-2М) и Внккерса (ТП-2), микротвердость - на приборе ПМТ-3 при различных нагрузках Микроструктуру цианированных сталей исследовали с помощью

металлографического микроскопа МИМ-8 при различных увеличениях Фазовый состав диффузионных слоев определяли послойной съемкой на дифрактометре ДРОН-3 с металлографических шлифов в хромовом и кобальтовом Ка-излучении

Для изучения распределения азота, углерода и других элементов по сечению диффузионных слоев цианированных сталей использовали анализ на атомно-эмиссионном спектрометре SA-2000 (Surface Analyzer) фирмы LEKO

Испытания на износ проводили на машине трения СМЦ-2 истиранием поверхностного слоя образца роликом из твердого сплава ВК6 с использованием охлаждающей жидкости, применяемой в металлорежущих станках, и без охлаждающей жидкости Ударную вязкость определяли на маятниковом копре собственного изготовления на образцах малого сечения (d = 3 мм) с односторонним закреплением в массивных тисках. Удар наносился маятником с запасом энергии 2 Нм

Теплостойкость (красностойкость) быстрорежущих сталей определяли путем измерения твердости исследуемых образцов после четырехчасового нагрева при 560 675°С в лабораторной печи с воздушной атмосферой

Во второй главе представлена также методика математического планирования эксперимента

Третья глава диссертации посвящена исследованию насыщающей способности карбамидо-натриевой ванны на быстрорежущих сталях

При сплавлении карбамида с углекислым натрием происходит реакция, приводящая к образованию цианата натрия

2(NHj)2CO + Na2C03 2NaCNO + (2NH3 + C02 + H20), (1)

образующиеся при этом газы удаляются из расплава в виде пены Цианат натрич разлагается при температуре ~550°С с выделением атомарного азота и окиси углерода, являющихся активными компонентами ванны и обеспечивающими насыщение поверхности стали, которая является катализатором реакции

4NaCNO 2NaCN + Na2C03 + СО + 2N (2)

Цианистый натрий, образующийся в результате распада цианата, благодаря своей высокой активности, частично окисляется ионами кислорода, присутствующими в расплаве, до цианата натрия и снова участвует в реакции, поставляющей азот и углерод

Кроме карбамида и карбоната натрия ванна для цианирования быстрорежущих сталей содержит в своем составе хлористый натрий и едкий натр Эти вещества практически не влияют на активность ванны и добавляются в ее состав для получения оптимальной жидкотекучести и минимальной испаряемости Кроме того, едкий натр, вступая в реакции с вредными веществами, выделяющимися из расплава, обеспечивает экологическую чистоту процесса

Набор компонентов карбамидо-натриевой ванны обеспечивает хорошее сочетание активности и технологических свойств (жидкотекучести и испаряемости), однако ее действие на быстрорежущие стали не исследовалось Поэтому был проведен эксперимент с использованием математического планирования по выяснению влияния состава ванны на глубину цианированных слоев на стали Р6М5 Как показали результаты эксперимента, на интенсивность насыщения быстрорежущей стали оказывает влияние лишь содержание в ванне карбамида (рис 1)

Содержание карбамида в ванне %

Рис 1 Зависимость глубины диффузного слоя на стали Р6М5 от содержания карбамида в цианируюгцей ванне (570°С, 0,5 ч)

Оптимальный состав карбамидо-натриевой ванны, исходя из соображений ее активности, а также жидкотекучести и испаряемости, следующий (% масс) карбамид (КН2)гСО - 40 45, углекислый натрий Ка2СОз - 35 . 40, хлористый натрий ЫаС1 - 8 10, едкий натр ЫаОН - 10 12

Надо отметить, что интенсивность насыщения быстрорежущей стали в карбамидо-натриевой ванне весьма высока (такая же, как и в цианирующих ваннах), при этом процесс обработки стали отличается экологической безопасностью, которая достигается оптимальным сочетанием жидкотекучести и испаряемости расплава На цианируемых деталях, благодаря высокой жидкотекучести, не остается следов соли, поэтому не требуется ее нейтрализации С другой стороны, невысокая испаряемость ванны не приводит к недопустимому загрязнению атмосферного воздуха

Температура и длительность насыщения быстрорежущей стали в карбамидо-натриевой ванне оказывают существенное влияние на структуру и фазовый состав цианированных слоев (рис. 2).

Рис. 2. Микроструктуры цианированных слоев на стали Р6М5, полученные в карбамидо-натриевой ванне в течение 0,5 ч при различных температурах: а) 540°С; б) 560°С; в) 580°С (х 300)

Диффузные слои, полученные при температуре 540 и 560°С представлены сильнотравящимся азотистым твердым раствором с многочисленными включениями второй фазы (рис. 2,а и 2,6). Различие их состоит только в большей глубине слоя, полученного при более высокой температуре.

Рентгеноструктурный анализ показывает, что на поверхности стали Р6М5, цианированной при температуре 540°С, обнаруживаются карбонитриды типа Мб(СИ) и М(С1<), которые составляют основу карбидной структуры диффузионного слоя. Кроме того, имеются следы кубического карбонитрида М2з(СМ)6 и чистых нитридов хрома и ванадия Сг2Ы и УК. В стали, цианированной при температуре 560°С, присутствуют те же фазы, что и в первом случае, за исключением чистых нитридов хрома и ванадия. Твердый раствор в обоих случаях представлен а-фазой (азотистым ферритом).

В стали, цианированной при температуре 580°С, на поверхности диффузионного слоя появляется светлая зона, соответствующая гексагональному е-карбонитриду Мг,5(СМ). Под этой зоной (коркой) располагается слой, фазовый состав которого идентичен слою, полученному при более низкой температуре (560°С) (рис. 2,в). Надо отметить, что на дифрактограммах, снятых с образцов, цианированных при 580°С, появляются слабые пики, соответствующие у-фазе (азотистому аустениту). Последние свидетельствуют об активизации поступления в сталь углерода из цианирующей ванны.

Если повысить температуру насыщения стали Р6М5 до 600°С, т.е. проводить обработку в температурной области существования у-фазы, то

скорость насыщения значительно увеличивается и резко изменяется фазовый состав диффузионного слоя Основной фазой становится карбонитрид е и появляется значительное количество карбонитрида цементитноготипа-Мз (СМ) Эти карбонитриды располагаются на поверхности диффузионного слоя в виде толстой твердой и хрупкой корки, которая, как известно, снижает эксплуатационные свойства инструмента

Цианирование сталей в карбамидо-натриевой ванне при температурах выше 580°С неприемлемо не только потому, что ухудшает качество обрабатываемых изделий, а также из-за интенсивного выкипания (испарения) расплава, что нежелательно как с экономической, так и с экологической точек зрения

Таким образом, основываясь на результатах проведенного экспериментального исследования, можно рекомендовать для упрочнения инструмента из быстрорежущих сталей цианирование в карбамидо-натриевой ванне при температурах 540 570°С

Длительность цианирования определяет, главным образом, глубину диффузионного слоя (табл 1)

Таблица 1

Влияние режимов цианирования в карбамидо-натриевой ванне на глубину и твердость диффузионных слоев на стали Р6М5

Продолжительность обработки, мин Температура 540°С Температура 570°С

Толщина слоя, мм Микротвердость, МПа Толщина слоя, мм Микротвердость, МПа

Без обработки - 8500 - 8500

10 - 8600 0,032 10000

20 0,012 11500 0,048 12500

30 0,025 14900 0,060 14700

40 0,031 15200 0,110 15000

50 0,045 15500 0,128 15000

Для получения на мелкоразмерном инструменте диффузионного слоя глубиной 20 ыкм его можно подвергнуть цианированию при температуре 540°С в течение 30 мин , либо цианированию при температуре 570°С в течение 7 10 мин При этом в первом случае, при относительно низкой температуре, микротвердость поверхности будет получена примерно в 1,5 раза выше, чем во втором (14900 МПа против 10000 МПа)

Таким образом, с точки зрения оптимальности свойств, длительность цианирования в карбамидо-натриевой ванне должна быть не менее 30 мин, в

течение которых полностью сформируется упрочняющая карбонитридная структура диффузионных слоев

Глубину же этих слоев, зависящую от размеров упрочняемого инструмента, можно регулировать, изменяя температуру цианирования (рис 3)

Температура циан^рсвзьия, °С

Рис 3 Зависимость глубины диффузионного слоя на быстрорежущей стали Р6М5 от температуры цианирования в карбамидо-натриевой ванне (выдержка - 30 мин )

Далее в главе исследованы особенности цианирования в карбамидо-натриевой ванне безвольфрамовой стали Р0М2ФЗ (ЭН-277) Распределение элементов в диффузионных слоях безвольфрамовой стали несколько отличается от вольфрамомолибденовой стали Р6М5, цианированной при аналогичных режимах

Во-первых, максимальное содержание азота на поверхности безвольфрамовой стали (4,8%) ниже, чем на поверхности вольфрамомолибденовой стали (5,2%) Концентрация азота плавно убывает по глубине слоя, причем это убывание более интенсивно, чем на стали с вольфрамом на глубине 0,02 мм в цианированной стали Р0М2ФЗ содержится 2,8% N. а в стали Р6М5 - 4% N. т е почти в 2 раза меньше С другой стороны, на глубине 0,05 мм больше азота (1,5 1,6%) содержится в безвольфрамовой стали, чем в вольфрамомолибденовой (~1,0%) Это свидетельствует о более интенсивной диффузии азота в глубину безвольфрамовой стали и меньшим усвоением его поверхностью, чем у стали с вольфрамом Концентрация углерода на поверхности безвольфрамовой стали Р0М2ФЗ также меньше (-3,2%), чем на вольфраммолибденовой (4,8%)

Микроструктуры цианированных слоев сталей Р0М2ФЗ и Р6М5 также имеют некоторые отличия (рис. 4).

а) б)

Рис. 4. Микроструктуры диффузионных слоев сталей цианированных в карбамидо-натриевой ванне при температуре 580°С, 1 ч: а-сталь РОМ2ФЗ; 6-Р6М5.

Диффузионный слой на безвольфрамовой стали несколько больший, чем на стали с вольфрамом. На поверхности этого слоя наблюдается тонкая рыхлая корка (светлая зона), под которой имеется обширная темная зона с очень мелкими частицами второй фазы (рис. 4,а). В целом микроструктура цианированного слоя на стали Р0М2ФЗ не свойственна для быстрорежущих сталей типа Р6М5, отличительной особенностью которых является большое количество карбонитридных частиц, рассредоточенных по всей глубине диффузионного слоя (рис. 4,6).

Данные рентгеноструктурного анализа показывают различия и в карбидной структуре диффузионных слоев вольфрамомолибденовой и безвольфрамовой сталей. Главное различие заключается в том, что основной упрочняющей фазой в стали Р6М5являетсясложный карбонитрид типа Мб (СМ), а в безвольфрамовой стали Р0М2ФЗ - кубический карбонитрид (типа фазы внедрения) М(СМ). Последний, по-видимому, формируется на базе стойкого карбида ванадия и имеет стехиометрическую формулу (У,М0)(СМ), Этот карбонитрид имеет повышенную твердость, что сказывается на свойствах цианированных безвольфрамовых сталей.

Четвертая глава диссертации посвящена исследованию свойств быстрорежущих сталей, цианированных в карбамидо-натриевой ванне.

Цианирование исследованных сталей обеспечило им значительное повышение твердости поверхностей, причем безвольфрамовая сталь Р0М2ФЗ имеет более высокую твердость (-16000 МПа), чем сталь Р6М5 (~14000 МПа) Распределение микротвердости по сечению диффузионных слоев цианированных сталей практически одинаково - максимальная твердость на поверхности плавно переходит в твердость сердцевины (~8000 МПа)

Износостойкость и ударная вязкость цианированных быстрорежущих сталей определяется, в основном, температурой обработки (табл 2)

Таблица 2

Результаты испытаний на износостойкость и ударную вязкость быстрорежущих сталей, цианированных в карбамидо-натриевой ванне (длительность 0,5 ч )

Марка стали Температуры обработки, "С Относительная износостойкость Ударная вязкость, Дж/см2

без обработки Г 64

Р6М5 540 1,23 58

560 2,17 43

580 3,28 33

540 1,17 60

Р0М2ФЗ 560 2,49 56

580 3,37 50

Как показывают наши исследования, наибольшую износостойкость при изнашивании с использованием охлаждающей жидкости имеет безвольфрамовая сталь Р0М2ФЗ, цианированная после стандартной термической обработки (закалка + тройной отпуск) при температуре 580 °С Названная обработка обеспечивает этой стали не только высокую износостойкость, но и вполне удовлетворительную ударную вязкость, что важно для тонколезвийного инструмента

Важнейшей эксплуатационной характеристикой режущего инструмента является теплостойкость (красностойкость) Она, как известно, обуславливается устойчивостью металлической основы против распада при нагреве режущих кромок инструмента в процессе работы Устойчивость твердого раствора зависит от его состава (легированности), природы и дисперсности частиц второй фазы и их устойчивостью против коагуляции

Цианирование заметно повышает теплостойкость как вольфрамомолибденовой, так и безвольфрамовой сталей (рис 5)

550 575 600 625 650 675 Температура отпуска, "С

Рис 5 Теплостойкость быстрорежущих сталей 1- Р6М5, цианированная при 570 °С, 1 ч, 2 - Р0М2ФЗ, цианированная при 580 °С, 1 ч, 3 - Р6М5 со стандартной теплообработкой (закалка с 1220 °С + трехкратный отпуск при 560°С)

Самой высокой теплостойкостью обладает цианированная вольфрамомолибденовая сталь Р6М5, ее твердость на уровне HV 800 (HRC 58 60) сохраняется до температуры ~600 "С Теплостойкость безвольфрамовой стали Р0М2ФЗ на 25 30 °С ниже, однако у обеих сталей после цианирования теплостойкость значительно выше (на 40 60 °С), чем без цианирования

Для производственной проверки эффективности цианирования быстрорежущих сталей была изготовлена опытная партия метчиков (М10х1,5) из стали Р6М5 после стандартной термообработки была дополнительно подвергнута цианированию в карбамидо-натриевой ванне при температуре 560°С в течение 0,5 ч Метчики были установлены на резьбонарезной станок и испытывались в производственных условиях при нарезании резьбы в деталях из чугуна марки СЧ 24 Режимы резания скорость резания - 2,31 м/мин, подача -1,5 мм/об без охлаждения Опытные метчики испытывались совместно с метчиками из той же стали с традиционной термической обработкой Результаты производственных испытаний показали, что стойкость метчиков после цианирования увеличилась в 1,6 раза Еще больший эффект был получен при цианировании концевых фрез из стали Р0М2ФЗ, используемых при

обработке отливок из алюминиевых сплавов Цианированные фрезы, работающие с охлаждением, оказались в 2,5 раза более стойкими таких же фрез без цианирования

Основные результаты и выводы

1 Соляная ванна, состоящая из карбамида (40 45%), углекислого натрия (35. 40%), хлористого натрия (8 10%) и едкого натра (10 12%) пригодна для цианирования (карбонитрации) инструментов из быстрорежущих сталей Активность карбамидо-натриевой ванны аналогична цианистым ваннам (фирмы «Degussa») используемым в настоящее время в инструментальном производстве

2 Карбамидо-натриевая ванна не содержит в своем составе высокотоксичных веществ, все ее компоненты дешевы и недефицитны Благодаря этому, а также высокой жидкотекучести и малой испаряемости расплава, ванна не представляет экологической опасности и может эксплуатироваться в любых производствах, в том числе и на малых ремонтных предприятиях

3 Температурный интервал цианирования быстрорежущих сталей в карбамидо-натриевой ванне 540 580 °С, длительность 15 60 мин Повышение температуры более указанных значений приводит к образованию на поверхности стали толстой карбонитридной корки, оказывающей негативное влияние на стойкость инструмента

4 Диффузионные слои на поверхности быстрорежущих сталей (вольфрамомолибденовых и безвольфрамовых) представлены устойчивыми азотистым твердым раствором с большим количеством высокотвердых карбонитридов легирующих элементов и железа, которые равномерно распределены в металлической матрице, что обеспечивает им хорошее сочетание твердости и вязкости В цианированной безвольфрамовой стали Р0М2ФЗ частицы карбонитридов более мелкодисперсны, чем в стали Р6М5, а диффузионные слои имеют большую глубину при одних и тех же режимах обработки

5 Цианирование в карбамидо-натриевой ванне обеспечивает быстрорежущим сталям значительное (до 3,5 раз) повышение износостойкости и на 40 60 °С повышение теплостойкости по сравнению со сталями без цианирования, в том числе и с традиционной сталью PI8, содержащей большое количество дефицитного вольфрама

6 Производственные испытания цианированных инструментов из вольфрамомолибденовых и безвольфрамовых сталей показали высокую эффективность упрочнения По эксплуатационным характеристикам они значительно превосходят (Р6М5 в 1,5 раза, Р0М2ФЗ в 2,5 раза) инструменты из тех же сталей без цианирования

Основное содержание диссертации изложено в следующих

публикациях

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1 Колмыков, Д В Повышение экологической чистоты цементации стали за счет использования пастообразных карбюризаторов повышенной активности [Текст] / ДВ Колмыков, ДИ Губин, ИИ Губин, О В Летова // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе — М ОАО «ВНИИОЭНГ», 2007 -№1 -с 26-28.

2 Шаповалова, ЮД Влияние термической обработки на усталостные свойства стали 15х2НЗМДФТЧА [Текст] / Ю Д Шаповалова, Д И Губин, С А Грашков и др //Вестник Воронежского государственного технического университета ТомЗ -2007,-№11 -с 131-132

Статьи и материалы конференций

3 Колмыков, В И Механизм формирования диффузионных слоев на хромомарганцевой стали с использованием термоцикмерования [Текст] / В И Колмыков, И Н. Росляков, Д В Колмыков, Д И Губин_// Совершенствование технологии восстановления деталей и ремонта машин в АПК Сб материалов всероссийской научн конф - Курск КГСХА, 2006 - с. 48 54

4 Колмыков, В И Влияние легирующих элементов на стабильность цементита науглероживании стали [Текст] / В И Колмыков, О В Воробьева, ДИ Губин // Совершенствование технологий восстановления деталей и ремонта машин в АПК Сб. материалов всероссийской научн конф - Курск КГСХА, 2006 - с. 54-65

5 Колмыков, В И Универсальный карбюризатор для нитроцементации наплавленного металла, при восстановлении изношенных деталей [Текст] / В И Колмыков, Р А Ковынев, В М Переверзев, ДИ Губин // Совершенствование технологий восстановления деталей и ремонта машин в АПК Сб материалов всероссийской научн конф - Курск КГСХА, 2006 - с 41-48

6 Губин, ДИ Карбонитрация быстрорежущих сталей в нетоксичной карбамидо-натриевой ванне [Текст] /Д И Губин //Молодежь и наука реальность и будущие Материалы I международной научн-практ конф -Невинномысск НГТУ Том 2-2008 -с 319-320

7 Шаповалова, Ю Д Влияние деформационного старения на циклическую трещиностойкость низколегированных сталей [Текст] /Ю.Д Шаповалова, Д И Губин, И И Губин //Материалы и упрочняющие технологии - 2008 Сб матер XV Российской научн-техн конф -Курск КГТУ, 2008 - с 117-121

Подписано в печать 21 05 2008 Формат 60x14 1/16 Печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 31

Издательско-полиграфический центр Курского государственного технического университета 305040, г Курск, ул 50 лет Октября, 94

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛЯНЫХ ВАНН ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ

1.1 Современные быстрорежущие стали и их термическая обработка

1.2 Механизм образования азотированных слоев на быстрорежущих сталях

1.3 Соляные ванны для поверхностного упрочнения металлорежущих инструментов

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КАРБОНИТРАЦИИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ

2.1 Выбор сталей для исследования. Технология изготовления и химико-термической обработки образцов

2.2 Методика исследования структуры, фазового состава и физико-механических свойств цианированных сталей

2.3 Методика определения служебных свойств цианированных быстрорежущих сталей

2.4 Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КАРБОНИТРАЦИИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ В ВАННЕ НА ОСНОВЕ МОЧЕВИНЫ

3.1 Низкотемпературная ванна для жидкого азотирования быстрорежущих сталей

3.2 Влияние режимов цианирования в карбамидо-натриевой ванне на структуру диффузионных слоев быстрорежущих сталей

3.3 Особенности цианирования безвольфрамовых быстрорежущих сталей в карбамидо-натриевой ванне

ГЛАВА 4. СВОЙСТВА БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ, ЦИАНИРОВАННЫХ В КАРБАМИДО-НАТРИЕВЫХ ВАННАХ

4.1. Влияние режимов цианирования на физико-механические свойства диффузионных слоев быстрорежущих сталей

4.2. Износостойкость и теплостойкость быстродействующих сталей, цианированных в карбамидонатриевой ванне

4.3. Эффективность цианирования инструментов из быстрорежущих сталей в карбомидо-натриевой ванне

В отечественной промышленности и ремонтном производстве в настоящее время широко используются инструменты из быстрорежущих сталей (резцы, фрезы, сверла и др.). Для изготовления этих инструментов используются главным образом вольфрамомолибденовые стали (Р6М5, Р6МЗ и т.п.), а в последнее время, в связи с острым дефицитом вольфрама, все больше используется безвольфрамовых сталей, легированных молибденом и ванадием (Р0М2ФЗ и др.).

Молибден, служащий заменителем вольфрама в быстрорежущих сталях, также как и вольфрам способствует образованию при отпуске закаленных сталей стойких против коагуляции сложных карбидов типа М6С, обеспечивающих твердость и износостойкость инструмента. С другой стороны, влияние молибдена на технологические и эксплуатационные свойства быстрорежущих сталей не вполне аналогично влиянию вольфрама, так как карбиды молибдена легче переходят в твердый раствор при нагревании, чем карбиды вольфрама, что снижает стойкость инструмента.

Известно, что стойкость инструмента из быстрорежущих сталей успешно повышают путем насыщения их поверхностей азотом или азотом и углеродом (карбонитрацией) при низких температурах. При этом наиболее распространенным процессом насыщения является цианирование инструмента в соляных ванных.

Главная особенность насыщения металла в расплавах солей — чрезвычайно высокая активность процесса, значительно превышающая таковую в газовых и твердых средах, включая новейшие разработки, такие как ионное и плазменное азотирование и т.п. Преимущество цианирования в соляных ванных состоит не только в высокой скорости насыщения, но и в высоком эффекте упрочнения, обеспечивающем хорошее сочетание твердости, износостойкости и пластичности поверхностных слоев. Кроме того, обработка инструмента в соляных ваннах отличается высокой экономичностью, обусловленной небольшим расходом энергии (ввиду низкой температуры и небольшой выдержки), а также использованием простого и недорогого термического оборудования.

Однако, не смотря на многие преимущества, классический процесс карбонитрации инструментов из быстрорежущих сталей в цианистых ваннах, разработанный в середине прошлого века, в настоящее время практически не используется по экологическим соображениям. Применяемые при этом соли и КХЛЧГ отличаются чрезвычайно высокой токсичностью и требуют специальной сложной и высокоэффективной системы защиты окружающей среды (нейтрализации газов, сточных вод, отходов производства и т.п.).

Эти проблемы заставили искать новые составы ванн, безопасных с точки зрения экологии. В отечественной промышленности была сделана ставка на использование ванн на основе карбамида (мочевины), которая отличается дешевизной и нетоксичностью. Мочевина, используемая в массовых количествах как азотное удобрение, в десятки и сотни раз дешевле, чем цианиды и цианаты натрия и калия, приготовляемые специально для соляных ванн.

Расплав карбамида с углекислыми солями (карбонатами) калия или натрия, также с очень дешевыми веществами, обеспечивает эффект упрочнения стальных поверхностей не ниже, чем цианистые ванны, однако при его использовании возникает ряд технологических трудностей, которые тормозят его широкое внедрение в производство.

Настоящая работа посвящена исследованию низкотемпературного насыщения быстрорежущих вольфрамовомолибденовых и безвольфрамовых быстрорежущих сталей в соляных ваннах на основе карбамида, которое, по известным нам данным, еще не исследовалось. Такие исследования позволят разработать новую технологию карбонитрации режущего инструмента, безопасную с точки зрения экологии, дешевую и удобную для внедрения в производство, в том числе и в ремонтное, которая по эффективности не должна быть ниже, чем при использовании цианистых солей.

Тема работы входит в план научно-исследовательских работ по реализации «Региональных научно-технических программ ЦентральноЧерноземного района».

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Соляная ванна, состоящая из карбамида (40.45%), углекислого натрия (35.40%), хлористого натрия (8. 10%) и едкого натра (10. 12%) пригодна для цианирования (карбонитрации) инструментов из быстрорежущих сталей. Активность карбамидо-натриевой ванны аналогична цианистым ваннам (фирмы «Degussa»), используемым в настоящее время в инструментальном производстве.

2. Карбамидо-натриевая ванна не содержит в своем составе высокотоксичных веществ, все ее компоненты дешевы и недефицитны. Благодаря этому, а также высокой жидкотекучести и малой испаряемости расплава, ванна не представляет экологической опасности и может эксплуатироваться в любых производствах, в том числе и на малых ремонтных предприятиях.

3. Температурный интервал цианирования быстрорежущих сталей в карбамидо-натриевой ванне 540.580 °С, длительность 15.60 мин. Повышение температуры более указанных значений приводит к образованию на поверхности стали толстой карбонитридной корки, оказывающей негативное влияние на стойкость инструмента.

4. Диффузионные слои на поверхности быстрорежущих сталей (вольфрамомолибденовых и безвольфрамовых) представлены устойчивыми азотистым твердым раствором с большим количеством высокотвердых карбонитридов легирующих элементов и железа, которые равномерно распределены в металлической матрице, что обеспечивает им хорошее сочетание твердости и вязкости. В цианированной безвольфрамовой стали Р0М2ФЗ частицы карбонитридов более мелко дисперсны, чем в стали Р6М5, а диффузионные слои имеют большую глубину при одних и тех же режимах обработки.

5. Цианирование в карбамидо-натриевой ванне обеспечивает быстрорежущим сталям значительное (до 3,5 раз) повышение износостойкости и на 40.60 °С повышение теплостойкости по сравнению со сталями без цианирования, в том числе и с традиционной сталью Р18, содержащей большое количество дефицитного вольфрама.

6. Производственные испытания цианированных инструментов из вольфрамомолибденовых и безвольфрамовых сталей показали высокую эффективность упрочнения. По эксплуатационным характеристикам они значительно превосходят (Р6М5 в 1,5 раза; Р0М2ФЗ в 2,5 раза) инструменты из тех же сталей без цианирования.

1. Геллер Ю. А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер-М.: Металлургия, 1983.-527 с.

2. Геллер Ю. А Современные быстрорежущие стали / Ю.А. Геллер // Металловедение и термическая обработка металлов.-1977.-№10.-С. 36-41.

3. Воронкин B.C. О рациональной марочной структуре производства и потребления быстрорежущей стали /B.C. Воронкин // Горячая обработка инструмента и исследования инструментальных материалов.-М.,1981.-С.З-6

4. Ляпунов А.И. Современное состояние и перспективы развития производства быстрорежущих сталей в СССР / А.И. Ляпунов, А.И. Апарова // Горячая обработка инструмента и исследования инструментальных материалов.-М.,-1981 .-С.7-17.

5. Коссович Г.А. Влияние режимов закалки и отпуска на стойкость свёрл из стали Р6МЗ / Г.А. Косович, З.С. Лунёва, А.К. Сенильников // Металловедение и термическая обработка металлов.-1972.-№1.-С.35-37.

6. Александрович Б.Л. Особенности термической обработки быстрорежущей стали Р6М5 / Б.Л. Александрович // Металловедение и термическая обработка металлов.-1873 .-№ 11 .-С. 15-17.

7. Чаус A.C. Структура и свойства литой цементуемой быстрорежущей стали , легированной Ti, Nb и V / A.C. Чаус, М. Мургаш, И.В. Латышев, Р. Тот // Металловедение и термическая обработка металлов.-2001.-№6.-С.8-11.

8. Тарасов А.Н. Режущий и формообразующий инструмент из нитроцементованных быстрорежущих сталей-возможная альтернатива твёрдосплавному / А.Н. Тарасов // Металловедение и термическая обработка металлов.-2001 .-№4.-С.36-39.

9. Чернобай С.П. Свойства инструмента из быстрорежущей стали в зависимости от режимов изотермической закалки / С.П. Чернобай, В.И. Муравлёв, А.Г. Прохоров // Металловедение и термическая обработка металлов.-2002.-№2.-С.11-12.

10. Манукян Н.В. Исследование термической обработки быстрорежущей стали Р6М5 / Н.В. Манукян, Х.Н. Петросян, С.Г. Агбалян // Сталь.-2002.-№5.-С.41-44.

11. Чаус A.C. О перспективе использования низколегированной безвольфрамовой быстрорежущей стали 11М5Ф для литого инструмента / /A.C. Чаус // Металловедение и термическая обработка металлов.-1998.-№8.-С. 15-20.

12. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента./ Т.Н. Лоладзе. -М.: Машиностроение, 1982. -320 с.

13. Прейскурант №01-08. Оптовые цены на сортовую и фасонную сталь.-М.:Прейскурантиздат, 1980.-205с.

14. Артингер И. Инструментальные стали и их термическая обработка: Пер. с венг. / И. Артингер.-М.: Металлургия, 1982.-312с.

15. Порошковая металлургия. Спеченные и композиционные материалы: Пер. с нем. / Под ред. В. Шатта.-М.: Металургия, 1983.-520 с.

16. Кипарисов С.С. Применение горячей экструзии при получении порошковой быстрорежущей стали / С.С. Кипарисов, A.A. Андреасян, Е.Г. Хачатрян и др. // Промышленность

17. Армении.-1981 .-№2.-С.34-37.

18. Петров А.К. Структурные особенности и свойства быстрорежущих сталей, полученных методом порошковой металлургии / А.К. Петров, Г.И. Парабина, А.Н. Осадчий /Сталь. 1981.-№6.-С.76-78.

19. Еситани С. Порошковые инструментальные стали / С.Еситани // Токусюко. 1990.-Т.39, №7.

20. Попондопуло А.Н. Проблема легирования и контроля качества порошковой быстрорежущей стали /А.Н.Попандопуло //Проблема порошковой металлургии: Мат. Всесоюзн. Конф., посвящ. 200-летию со дня рождения П.Г. Соболевского.-Л, 1982.-с.33-39.

21. Гуляев А.П. Структура и свойства порошковой безвольфрамовой стали Р0М2ФЗ МП/ А.П.Гуляев, Л.П. Сергиенко, Е.П. Толкачева // Металловедение и термическая обработка металлов.-1985.-№5.-с. 1-3.

22. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка стали.-М.: Машиностроение, 1965.- 490с.

23. Тарасова А.Н. Химико-термическая обработка мелких вышлифованных сверл из быстрорежущих сталей / А.Н. Тарасова, В.Н.Тилипанов, С.Б. Петренко // Вестник машиностроения. 1998.-№1.-с.41-44.

24. Прокошкин Д.А. Карбонитрация инструмента из быстрорежущей стали / Д.А.Прокошкин // Труды Моск.высш. техн.училища им.Н.Э. Баумана.-М.: МВТУ, 1976,- с. 122-123.

25. Юргенсон A.A. Газовое азотирование с добавками углеродосодержащих газов / А.А Юргенсон // Металловедения и термическая обработка металлов. 1974.-№11- с.63-64.

26. Щербединский Г.В. Структура и свойства быстрорежущих сталей после ионного карбоазотирования в безводородной среде / Г.В. Щербеденский, JI.A. Желанова, C.B. Земский и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1992.-№6.- с.13-15.

27. Прокошкин Д.А. Карбонитрация режущего инструмента в соляных ваннах/ Д.А. Прокошин, A.B. Супов, В.Н. Кошенков и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1981.-№4-с.21-23.

28. Лахтин Ю.М. Низкотемпературная комбинированная нитроцементация сталей с закалкой поверхностного слоя /Ю.М.Лахтин, Г.Н. Неустроев, Б.М. Боев // Металловедение и термическая обработка металлов.- 1974.- №10.- с.8-11.

29. Лахтин Ю.М. Низкотемпературные процессы насыщения стали азотом и углеродом // Металловедения и термическая обработка металлов.- 1970.- №4. С.61-69.

30. Лахтин Ю.М. Низкотемпературное цианирование инструментальных сталей / Ю.М. Лахтин, Г.Н. Неустроев, Ю.Г.

31. Иванов // Металловедение и термическая обработка металлов. -1973.- №12. с.27-31.

32. Прокошкин Д.А. Химико-термическая обработка металлов -карбонитрация / Д.А. Прокошкин. М.: Металлургия, машиностроение, 1984.-204с.

33. Лахтин Ю.М. Теория и технология азотирования / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган, Г.И. Шкис, З.Бемер. М.: Металлургия, 1991. -320с.

34. Уманский Л.С. Природа фаз внедрения //Труды Московск. Инст. Стали. М.: Металловедение и термическая обработка, 1940.-с.3-38.

35. Переверзев В.М. О природе повышенной склонности хромистых сталей и карбидообразованию при цементации / В.М. Переверзев, В.И. Колмыков // Известия А Н.СССР. Металлы. -1980.- №7. с.197-200.

36. Лившиц С.Л. Зависимость свойств железа от времени цианирования в жидких ваннах / С.Л. Лившиц, Е.П. Пуховский, О.Н. Арефьева //Изв. АН БССР. Сер. физико-техн. наук. 1974. -№2 - с.34-37.

37. Фунштейн Я.Н. Износостойкость цианированных слоев /Я.Н. Фунштейн, Э.П. Нучков, А.И. Суслович // СБ. Новое в термической обработкею — Рига, 1969 с.21-25.

38. Переверзев Д.Д. Поверхностное упрочнения нержавеющей стали цианированием в расплавах солей / Д.Д. Переверзев, Л.В. Офицере // Сб. Повышение долговечности литых материалов. — Киев: 1969.-с. 157- 162.

39. Finnern В. Entwicklung und praktische Anwendung des TENIFER Verfahrens ( alt und neu) // ZwF. 1975.A.70.№12.S.659-664.

40. Муравьёв В.И. Нитроцементация в псевдоожиженном слое углеграфитовых материалов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1976.№6.С. 18-22.

41. Sulonen L., Sulonen М. Einflu von Leguerungselementen auf denKohlenstoffgehalt von karbonutrierten Einsatzstahlen // Harten-Techn. Mitt.l970.A.25.№3.S. 161-164.

42. Савиновский Г.К. Внедрение нитроцементации триэтаноламином // Металловедение и термическая обработка металлов. 1969.№ 11.С.44-45.

43. Райцес В.Б. Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах М.: Машиностроение. 1965.255 с.

44. Прокошкин Д.А., Серебрин С.М., Семёнов В.М. Влияние химико-термической обработки в расплаве цианата калия на свойства среднеуглеродистых сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1979.№10.С.25-28.

45. Семёнова Л.М., Бескровная Е.Ф., Кузнецов Г.Г. Влияние технологических параметров на строение слоя после низкотемпературной нитроцементации // Металловедение и термическая обработка металлов. 1979.№2.С.41-43.

46. Цыпак В.И., Ваурин П.Г. Азотирование и низкотемпературное цианирование стали 40ХНМА // Металловедение и термическая обработка металлов.1970.№7.С.59.

47. Неустроев Г.Н., Богданов В.В. Низкотемпературное цианирование конструкционных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1970.№ 10.С.45-49.

48. Лахтин Ю.М. Азотирование стали ДО.М Лахтин, Я.Д. Коган. -М.: Машиностроение, 1976.-215с.

49. Исхаков С.С. Влияние химико-термической обработке на работоспособность роликовых цепей. ПРД-38-3000 /С.С. Исхаков,

50. B.Б. Фридман, В.Д. Воробьева и др. // Металловедения и термическая обработка металлов. -1975. № 12. - с.30-33.

51. Jack К. Н. // Proc. Roy. Soc- 1951.- V. 208. Р. 200-215.

52. Smith А.Р., Gane N. Beschichten von HSS -Werkzeugen durch Ionennitrieren // Fertigung. -1978. -V 9, №2. -S. 43 -46.

53. Eysell F.W. // Osterreichische Ingenieur Zeitschrift. -1970. -Bd. 13, №5.-S.l 96-197.

54. Котов O.K. поверхностное упрочнения деталей машин химико-термическими методами.- М.:, Машиностроение, 1969. 334с.

55. Лахтин Ю. М. Хмико-термическая обработка металлов: Учебное пособие для вузов / Ю.М. Лахтин, Б.Н. Арзамасов. М.: Металлургия, 1985.-256с.

56. Хорошайлов В.Г. Насыщение стали при цементации и нитроцементации / В.Г Хорошайлов, Е.Л. Гюлиханданов // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1970. №6. -с.78.

57. Фунштейн Я.Н. Экономическая эффективность и техническая целесообразность применения нитроцементации /Я.Н. Фунштейн,

58. C.И.Слабунова // Сб. Новое в термической обработке. Рига. 1969с.10-13.бО.Зинченко В.М., Георгиевская Б.В., Феофанова А.И. и др. Новый режим нитроцементации автомобильных деталей // Технология автомобилестроения. М.: !981. №4 С.15-17.

59. Кальнер В.Д., Никонов В.Ф., Юрасов С.А. Современная технология цементации и нитроцементации // Металловедения и термическая обработка металлов. 1973. №9. С.23-26.

60. Шубин Р.П. Цементация, азотирование и нитроцементация современные методы термического упрочнения деталей // СБ. Интенсификация процессов химико-термической обработки. М.:1973. С.3-10.

61. Sanderson L. Gas carbonitriding of wear resistance // Tooling. 1975. Vol/ 29.№ 10. P.13-15.

62. Шеменева Т.В., Неженцева A.A. Цианирование шестерен, совмещенное с закалкой ТВЧ // Тр. Николаев, колебростроит. ин-та.1974.вып.81. с.68-70.

63. Воскобойников Д.В. Низкотемпературное цианирование конструкционных сталей в карбамидо-натриевых ваннах: канд. дисс. Курск: КГТУ, 2007. - 138с.

64. Желанова J1.A. Безводородная нитроцементация быстрорежущих сталей в плазме тлеющего разряда: Канд. дисс. — курск: КГТУ, 1998. -212с.

65. Тарасов А.Н. Нитроцементация штампованного инструмента из стали 5ХНМ в процессе нагрева под закалку // металловедение и термическая обработка металлов. 1974. №9. С. 69-70.

66. Скотников С.А., Рябова Д.З., Банных O.A. О механизме процесса нитроцементации // Металловедение и термическая обработка металлов. 1974.№2. с59-60.

67. Плеханов В.Г., Брылова Т.Е. Структура и свойства порошковойстали после спекания с использованием индукционного нагрева и нитроцементации // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. №3. С.42-44.

68. Нитроцементация пористых материалов на основе железа / Кальнер В.Д., Ковригин В.А., Романов В.П. и др. Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. № 5. С.31-34.

69. Переверзев В. М., Колмыков В. И. О природе повышенной склонности хромистых сталей к карбидообразованию при цементации // Известия АН СССР. Металлы. 1980.- с. 197-200.

70. Переверзев В. М., Колмыков В. И. Влияние легирующих элементов на карбидообразование в железе и в стали при цементации. 1981. №8:-с. 11-14.

71. Колмыков В.И. Повышение экологической чистоты цементации стали совершенствованием технологии на основе термодинамических расчетов //Известия Курского государственного технического университета. 1999. №4.-С. 61 66.

72. Колмыков В.И., Томкович В.В., Переверзев В.М. Ускорение испытаний цементованных сталей на износ в кварцевом абразиве // Тезисы и материалы докладов Российской научно-технической конференции (15-17 ноября 1994 г.) Курск. КГТУ, 1994. - С. 81 - 83.

73. Переверзев В.М., Колмыков В.И., Томкович В.В. Окислительно-восстановительные процессы в легированных сталях при цементации //Тезисы и материалы докладов Российской научно-технической конференции (15-17 ноября 1994 г.) Курск: КГТУ. 1994.-С. 16-17.

74. Переверзев В.М., Колмыков В.И., Воротников В.А., Росляков И.Н. Механизм действия карбонатно-сажевого покрытия стали на газовую цементацию// Современные упрочняющие технологии.-Курск:ВНТО машиностроителей. 1988.-С. 53-55.

75. Семенова Л.М., Пожарский A.B. Современное состояние и опыт внедрения процессов химико-термической обработки //Металловедение и термическая обработка металлов. 1987. № 5. С. 5- 11.

76. Колмыков В.И., Переверзев В.М., Сальников В.Г. Внутреннее окисление легированных сталей при цементации //Сб. «Материалы и упрочняющие технологии 98» /Курск. КГТУ. 1998. - С. 52 - 55.

77. Кальнер В.Д., Седунов В.К., Мартьякова А.В. Ускорение процесса цементации предварительной пластической деформацией //В кн.: Прогрессивные методы термической и химико-термической обработки. М.: Машиностроение, 1972.

78. Кристиан Дж. теория превращений в металлах и сплавах. 4.1. Тер модинамика и общая кинетическая теория. М.: Мир, 1978. - 808 с.

79. Мейер К. Физико-химическая кристаллография. М: Металлургия. 1972.-480 с.

80. Куликов И.С. Диссоциация окиси углерода //Известия АН СССР, газовую цементацию //Современные упрочняющие технологии. -Курск: ВНТО машиностроителей. 1988. С. 53 - 55.

81. Жуков А.А. Геометрическая термодинамика сплавов железа. М.: Металлургия. 1971. - 272 с.

82. Раузин Б.И., Михайлов JI.A. Определение оптимальной скорости циркуляции атмосферы при цементации //Металловедение итермическая обработка металлов. 1971. № 11. С. 33 - 36.

83. Глинер P.E. Особенности цементации стали в контролируемой атмосфере //Металловедение и термическая обработка металлов. 1975.№8.-С. 12-14.

84. Куликов И.С. Термическая диссоциация соединений. М.: Метал лургия. 1969. - 574 с.

85. Ванюков A.B., Зайцев В .Я.

86. Теория пирометаллургических процессов,- М.: Металлургия. 1973. -504 с.

87. Реми Р. курс неорганической химии. В 2-х т. М.: Мир. 19—2. -1600 с.

88. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука. 1970.-252 с.

89. Журавлев В.Н., Николаева О.И. машиностроительные стали: Справочник. 3-е изд. М.: Машиностроение. 1981. - 392 с.

90. Михайлов A.A. Влияние давления в печи, на интенсивность науглероживания изделий при газовой цементации /Металловедение и термическая обработка металлов. 1995. №2.-С. 1 1-13.

91. Хрущев М.С. О механизме взаимодействия окислов металлов с углеродом //Известия вузов. Черная металлургия. 1977. № 2. С. 13 -17.

92. Леонидова М.Н., Шварцман JI.A., Шульц JI.A. Физико-химические основы взаимодействия металлов с контролируемыми атмосферами. М.: Металлургия. 1980. - 264 с.

93. Сорокин Г.М. Развитие методов испытания материалов на изнаши-вание абразивом //Заводская лаборатория. -1989. № 9. С. 74

94. Сорокин Г.М. вопросы методологии при исследовании изнашивания абразивом //Трение износ. Т. 9. 1988. № 5. С. 779 - 786.

95. Peng Q.F. Improving abrasion wear by surface treatment //Wear.1989. 129.№2.-Р. 195-203.

96. Кононов М.И. Термодинамическое равновесие твердых фаз железа с неокислительными смесями С0-С02 //Известия АН СССР. Металлы. 1975. № 6. -С. 38-46.

97. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. М: Металлургия, 1970.-375 с.

98. Лев И.Е. Карбидный анализ чугуна. М: Металлургиздат. 1962. -180 с.

99. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: Физматгиз. 1961. - 863 с.

100. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный контроль материалов. %!.: Машиностроение. 1981. - 134 с.

101. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.: Легкая индустрия. 1974. -263 с.

102. Кассандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука. 1970.-104 с.

103. ПО. Ермолов Л.С., Кряжков В.М., Черкун В.Е. основы надежности сельскохозяйственной техники. М.: Колос. 1974. - 223 с.

104. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна: Спра вочник //Под ред. Акад. Н.Т. Гудцова. М.: Металлургиздат. 1957. -Г204 с.

105. Есин O.A., ГельдП.В. Физическая химия пирометаллургических процессов. Ч. 1. Свердловск: Металлургиздат. 1961. - 376 с.

106. Елютин В.П., Павлов Ю.А., Поляков В.П., Шеболдаев СБ. Взаимодействие окислов металлов с углеродом. М.: Металлургия. 1976.-360 с.

107. Колмыков В.И. Поверхностное упрочнение легированных сталей карбидами при цементации. Докторская диссертация. Курск. 1999.

108. Прженосил Б. Нитроцементащгя. М.: Машиностроение. 1969.114212 с.

109. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. М.: Металлургия. 1977.-359с.

110. Трение, изнашивание и смазка: Справочник в 2 книгах / Под ред. д-ра техн. наук, проф. И.В. Крагельского и канд. техн. наук В.В. Алисина- М.: Машиностроение. 1979. 358 с.