3. Азотирование. Технология процесса азотирования.

Азотирование – процесс поверхностного насыщения стали азотом при нагреве ее в аммиаке. Твердость азотированного слоя больше твердости цементованного слоя. Температура процесса азотирования колеблется от 600 до 650ºС. Азотированию подвергают среднеуглеродистые легированные стали. Эффект поверхностного упрочнения достигается за счет образования дисперсных нитридов. Но легирующие элементы, увеличивая твердость, уменьшают глубину слоя (особенно Ni, W, Cr, Mo).

Процесс азотирования включает в себя несколько этапов:

1. Предварительная термообработка (закалка+высокий отпуск) для получения повышенной прочности поверхности и вязкости сердцевины;

2. Механическая обработка детали в размер;

3. Защита участков, не подлежащих азотированию, покрытие их тонким слоем олова;

4. Азотирование;

5. Окончательное шлифование детали.

Для процесса азотирования характерна такая зависимость: чем выше температура процесса, тем больше толщина слоя и меньше его твердость. Толщина азотированного слоя колеблется от 0,3-0,6 мм. Процесс азотирования более длителен, чем цементация и продолжается в течение 24-90 часов.

Чем выше температура азотирования, тем больше может деформироваться деталь. Поэтому азотирование часто проводят двухступенчато: сначала при более низкой температуре, затем при более высокой. Охлаждение после азотирования часто проводят вместе с печью.

Реже азотирование проводят в жидких средах. Процедуру проводят при температуре 570ºС в течение 0,5-3,0 часов в расплавленных солях 40% KCNO, 60% NaCN и 15% Na₂CO₃, через которые пропускают сухой воздух. Достоинством жидкого азотирования является меньшее коробление деталей и изменение их размеров. Основной недостаток – это токсичность цианистых солей.

4. Нитроцементация и цианирование. Особенности процессов.

Цианирование и нитроцементация – процесс совместного насыщения стали углеродом и азотом.

Цианированию чаще всего подвергают стали с содержанием углерода 0,2-0,4%. Процесс проводят при температуре 820-860ºС в расплавленных солях синильной кислоты с добавлением NaCl и Na₂CO₃. Продолжительность процесса колеблется от 30 до 90 минут. Цианированный слой, по сравнению с цементованным, содержит меньшее количество углерода; количество азота в слое колеблется 0,8-1,2%.

Для некоторых деталей применяют глубокое цианирование вместо цементации. Такой процесс занимает меньше времени для получения слоя заданной толщины, кроме того, в процессе цианирования деталь меньше деформируется.

В процессе нитроцементации изделие нагревают до температур 850-860ºС в течение 2-10 часов в газовой среде (науглероживающий газ+аммиак). Нитроцементация, по сравнению с цианированием, имеет свои преимущества:

• отсутствует необходимость применения ядовитых солей;

• возможен процесс регулирования содержания углерода и азота в поверхностном слое.

Глубина нитроцементованного слоя колеблется в пределах 0,2-0,8 мм. Причем, если процесс проводят при более высокой температуре, то преобладает насыщение углеродом; при меньшей температуре – азотом.

После нитроцементации проводят закалку и низкий отпуск.