Насыщение поверхности стали одновременно углеродом и азотом

Исследования показали, что в ряде случаев совместное диффузионное насыщение стали углеродом и азотом позволяет получать определенные преимущества. Например, азот способствует диффузии углерода, поэтому можно понизить температуру диффузионного насыщения до 850ºС и получить примерно такое же науглероживание, как при цементации. В этом случае уменьшится рост зерна аустенита и последующую закалку можно проводить сразу же после подстуживания. Такой процесс называют нитроцементацией, так как исходной средой является смесь цементирующего газа с 3 – 5% NH 3, а в диффузионной зоне образуются карбонитриды. Нитротцементованный слой хорошо сопротивляется износу и коррозии.

Нитроцементацию широко применяют на автомобильных и тракторных заводах для упрочнения поверхностей нешлифуемых деталей.

Одновременное насыщение стали углеродом и азотом можно также проводить при 820 – 860ºС в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий. В ванне, имеющей состав: 20 – 25% NaCN, 25 – 50% NaCl; 25 – 50%Na 2 CO3, за 1 ч выдержки при указанной температуре можно получить диффузионный слой толщиной примерно 0,3 мм, который после закалки от 820 – 860ºС из ванны и отпуска при 180 – 200ºС приобретает поверхностную твердость 58 – 62 HRC и содержит примерно 0,7%С и 1%N. Цианированный слой по сравнению с цементованным обладает более высокой износостойкостью.

Полагают, что при активном участии кислорода воздуха в цианистой ванне протекают следующие реакции:

2NaCN + O2  2 NaCNO

2 NaCNO + O2  Na2CO3 + CO + 2N

2 CO CO 2 + C

Нейтральные соли NaCl и Na 2 CO3 добавляют для повышения температуры плавления ванны, что несколько уменьшает испарение дорогих и ядовитых солей при температурах цианирования. Существенный недостаток цианирования – ядовитость цианистых солей, что требует принятия специальных мер по охране труда и окружающей среды.

В связи с этим разработаны низкотемпературные процессы насыщения азотом и углеродом из расплавов нетоксичных солей – цианатов и карбонатов. Такие процессы известны под названием «карбонитрация» (Россия), тенифер (Германия), «мелонайт» (США).

Специальными мерами (продувка ванны воздухом, охлаждение деталей в расплаве едкого натра и нитрита натрия) добиваются ликвидации образования ионов [CN].

Для повышения стойкости быстрорежущего инструмента после закалки и высокого отпуска проводят карбонитрацию.

В зависимости от вида инструмента режим процесса устанавливают в следующих пределах: температура расплава 530 – 570ºС, время выдержки 5 – 30 мин.

Дата: 2019-02-18, просмотров: 990.