Основы термической обработки - Крупицкий В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Антикоррозийное азотирование осуществляется при температурах 600 - 700° в течение 30 -60 мин. Толщина защитного слоя составляет 0,02 - 0,04 мм. Азотированные изделия обладают хорошей устойчивостью против коррозии в воде, во влажной атмосфере и в других слабо действующих средах. Так, например, азотированная углеродистая сталь (температура процесса 700°, продолжительность - 30 мин.) в погруженном в воду состоянии не подвергается коррозии в течение 720 час.
83
ЦИАНИРОВАНИЕ.
Цианированием называется такая химико-термическая обработка, при которой поверхность изделия одновременно насыщается углеродом и азотом. Цианирование применяется в тех случаях, когда на изделии необходимо получить тонкий поверхностный слой высокой твердости. Цианирование можно проводить в расплавленных солях, содержащих циан (CN), и в газовой среде, состоящей из смеси аммиака и цементирующего газа. В первом случае цианирование называется жидкостым а во втором - газовым. В зависимости от температур, при которых протекает процесс, различают низкотемпературное цианирование, осуществляющееся при температурах 500 - 600°, и высокотемпературное - при температурах 800 - 900°. Низкотемпературное цианирование (как жидкостное, так и газовое) применяется для повышения стойкости инструмента из быстрорежущей стали. Оно является завершающей операцией и производится уже после термической обработки инструмента. После низкотемпературного цианирования изделия медленно охлаждаются. Высокотемпературное цианирование применяется с целью получения твердого, хорошо сопротивляющегося истиранию поверхностного слоя и вязкой сердцевины у изделий из стали, содержащей 0,2 - 0,4% углерода. После высокотемпературного цианирования изделия подвергают закалке и последующему низкому отпуску.
Жидкостное цианирование. Процесс жидкостного высокотемпературного цианирования заключается в следующем. Изделия погружают в расплавленную соляную ванну, состоящую из смеси цианистых и нейтральных солей, выдерживают там некоторое время, а затем непосредственно из ванны закаливают в воде или масле. При цианировании атомы углерода и азота проникают в поверхностный слой изделия и образуют с железом карбиды и нитриды. Цианистые соли (NaCN, KCN, Ca(CN)2 и др.) имеют низкую температуру плавления (550— 650°). При высоких температурах они разлагаются и испаряются. Для повышения температуры плавления ванны и уменьшения испарения дорогостоящих цианистых солей к ним добавляют более дешевые и химически стойкие нейтральные соли: соду, поваренную соль, хлористый барии и др. Наиболее часто применяются цианистые ванны следующего состава: 20—30% (по весу) цианистого натрия, остальное — сода. В процессе работы содержание циана в соляной ванне уменьшается, или, как принято говорить, ванна истощается. Поэтому через определенные промежутки времени (1,5 - 2 часа) в ванну добавляют небольшие порции цианистой соли (по 3% от веса всей соли). При освежении ванны выделяется пена, которую нужно удалять. В процессе цианирования ванну следует периодически очищать, удаляя из нее все осадки. Для уменьшения летучести и окисляемости цианистых соединений поверхность ванны на время работы покрывают слоем угольного порошка или чешуйчатого графита.
Высокотемпературное жидкостное цианирование рекомендуется производить при температурах 800—820°. При более высоких температурах ванна сильно дымит, а цианистые соединения при этом улетучиваются. Длительность выдержки изделия в ванне зависит от глубины цианированного слоя, состава ванны и ее температуры. Чаще всего она колеблется в пределах от 10 до 60 мин. Например, при содержании в ванне 30% цианистых солей и температуре 820° слой глубиной 0,1 мм получается при выдержке 10 мин., а слой глубиной
0,2 мм - при выдержке 40 мин. Наиболее часто производят жидкостное цианирование на глубину 0,1 - 0,3 мм. По окончании цианирования изделия сразу же подвергают закалке. В зависимости от требуемой твердости поверхностного слоя и состава цианируемой стали закалка производится в воде или в минеральных маслах. Применять для закалки растительное масло нельзя, так как оно под влиянием продуктов цианистых солей омыливается и снижает эффект закалки. После закалки детали подвергают отпуску при температурах 180 - 200° в течение 30 мин. Твердость закаленного цианированного слоя Н« = 63 - 65. В зависимости от температуры процесса в цианированном слое содержится 0,4 -
0,7% углерода и 0,5 - 0,6% азота. Чем выше температура процесса, тем меньше в цианированном слое азота, так как нитриды железа обладают слабой устойчивостью и при
84
высоких температурах распадаются, и больше углерода, потому что при высоких температурах образуется т-железо, которое хорошо растворяет углерод. Жидкостное цианирование имеет ряд важных преимуществ по сравнению с цементацией:
1) процесс протекает значительно быстрее;
2) термическая обработка производится сразу после окончания цианирования;
3) достигается более высокая поверхностная твердость.
К недостаткам жидкостного цианирования относятся дороговизна процесса вследствие большого расхода цианистых солей (в 2 раза дороже, чем цементация), а также сильная ядовитость цианистых солей. При жидкостном цианировании должны строго соблюдаться следующие основные правила техники безопасности:
