Азотирование стальных сплавов
Азотирование — это современный способ обработки стальной поверхности путем насыщения ее азотом в аммиачной среде. Данный метод используется для совершенствования эксплуатационных характеристик металла. После обработки сталь получает следующие свойства:
· улучшение износостойкости благодаря приросту индекса поверхностной твердости;
· увеличение усталостной прочности;
· повышение степени стойкости к действию коррозионных сред.
Азотирование является основным методом улучшения параметров стали. Полученный азотированный слой имеет высокую твердость без дополнительной термообработки и сохраняет ее при температуре до 600 градусов по Цельсию. Также после азотации обработанная деталь не меняется в размерах, поэтому такую технологию можно применить к готовым изделиям, прошедшим термическую закалку и шлифовку. По окончании процесса детали можно полировать и подвергать другим типам механообработки.
Нюансы процесса
Азотирование имеет следующие особенности.
1. При обработке не происходит сильного нагрева детали или заготовки. Это позволяет исключить вероятность появления внутренних деформаций, которые могут привести к образованию трещин и прочих дефектов.
2. Азотирование не способствует изменению структуры кристаллической решетки металла.
3. Размеры детали не изменяются, что дает возможность произвести азотацию после закалки и финальной обработки.
4. По окончании операции можно без проблем выполнить шлифование и другой подобный тип металлообработки.
Технология азотирования
Насыщение поверхности азотом разделяется на несколько этапов.
1. Начальная термообработка, состоящая из закалки и отпуска. Закалка производится при температуре в 940 градусов, далее изделие охлаждается в масляной жидкости или воде. Отпуск же идет при 600-700 градусах. В результате внутренние металлические слои наделяются вязкостью. Также сталь приобретает степень твердости, годной для резки.
2. Механическая обработка деталей, оканчивающаяся шлифованием. Таким образом деталь достигает необходимых размеров.
3. Защита частей заготовок, которые не должны попасть под воздействие азота. Они покрываются тонким слоем олова или жидкого стекла электролизом.
4. Азотирование стали по технологии.
5. Финальное доведение заготовок до нужного состояния.
Механизм азотирования
Азотация проводится в специальных герметичных муфельных камерах, внедряемых в печь, при 500-600 °C. Для начала камера доводится до температуры в соответствии с выбранным режимом и выдерживается некоторое время. Внутрь муфеля закладываются стальные детали, которые необходимо покрыть азотом.
На протяжении всего процесса в камеру из газового баллона поступает аммиак. Под действием тепла он разлагается на молекулярный водород и атомарный азот. Образующийся азот начинает проникновение в металл за счет диффузии, что ведет к возникновению на поверхности нитридной прослойки. Нитриды и их соединения обеспечивают дальнейшую твердость поверхности. В конце процедуры печь постепенно охлаждают. При этом поток аммиака не прекращается, что закрепляет эффект и не дает начаться окислению.
Стали для азотирования
Для азотации могут применяться как углеродистые, так и легированные стальные сплавы. Лучший результат достигается при применении сталей с легирующими добавками, образующими термостойкие и твердые соединения с азотом. В число таких добавок входят алюминий, молибден, хром.
|
