![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Азотирование
Азотирование — это химикотермическая обработка, при которой происходит диффузионное насыщение поверхностного слоя азотом. В результате азотирования обеспечиваются высокая твердость поверхностного слоя (до 72 HRCэ), высокие усталостная прочность, теплостойкость, минимальная деформация, большая устойчивость против изнашивания и коррозии. Азотирование проводят при температурах 500-520 °С в течение 8-90 ч. Глубина азотированного слоя — 0, 1-0, 8 мм. По окончании процесса азотирования детали охлаждают до 200-300 °С вместе с печью в потоке аммиака, а затем на воздухе. Повышение температуры ускоряет процесс, но снижает твердость азотированного слоя. Для нагрева деталей служат специальные герметичные печи, в которые подают аммиак NH3. При нагреве аммиак разлагается: 2NH3 → ЗН2 + 2Naт. Атомарный азот N поглощается поверхностью стали и проникает в глубь ее. В поверхностном слое азот образует химические соединения — нитриды (железа Fe2N, хрома CrN, молибдена MoN, алюминия A1N), которые придают стали большую твердость (до 1200 HV). Поверхностный слой не поддается травлению. Глубже него находится сорбитообразная структура. Азотирование проводят по одноступенчатому и двухступенчатому режимам. По одноступенчатому режиму азотируют инструмент из быстрорежущей стали (метчики, зенкеры, сверла, фрезы). Стойкость такого инструмента после обработки увеличивается в два-три раза. Двухступенчатое азотирование применяют для упрочнения штампов горячей штамповки и штамповых вставок. Стойкость штампового инструмента в результате азотирования повышается в 1, 5-2 раза. Двухступенчатый режим азотирования позволяет сократить время обработки деталей в два раза. На первой ступени процесс ведут при 500-510 °С с выдержкой 8-10 ч, на второй ступени — при 570-590 °С в течение 18-20 ч. Детали охлаждают вместе с печью до 200 °С. При двухступенчатом режиме азотированный слой получается с меньшей хрупкостью. Азотированию в целях повышения твердости поверхности подвергают зубчатые колеса, гильзы, валы и другие детали из сталей 38ХМЮА, 38ХВФЮА, 18Х2Н4ВА, 40ХНВА и др. Азотирование — последняя операция в технологическом процессе изготовления деталей. Перед азотированием проводят полную термическую и механическую обработку (даже шлифование), после азотирования допускается только доводка со съемом металла до 0, 02 мм на сторону. Антикоррозионное азотирование любых сталей выполняют на небольшую глубину при температурах 600-700 °С в течение 1-2 ч. Такое азотирование часто совмещают с закалкой при 770-850 °С (стали У8, У10 и др.) с выдержкой 10-15 мин и охлаждением в воде или масле. В ряде отраслей промышленности используют ионное азотирование, ионитрирование или азотирование в плазме тлеющего разряда. Благодаря своим преимуществам эти виды азотирования постепенно вытесняют газовое азотирование. Ионное азотирование осуществляют в герметичном контейнере, в котором создается разреженная азотосодержащая атмосфера. Для этой цели применяют чистый азот, аммиак или смесь азота и водорода. Размещенные внутри контейнера детали подключают к отрицательному полюсу источника постоянной электродвижущей силы. Они выполняют роль катода. Анодом служит корпус контейнера. Между анодом и катодом включают высокое напряжение (500-1000 В) — происходит ионизация газа. Образующиеся положительно заряженные ионы азота устремляются к отрицательному полюсу — катоду. Электрическое сопротивление газовой среды вблизи катода резко возрастает, вследствие чего почти все напряжение, подаваемое между анодом и катодом, падает на сопротивление вблизи катода (на расстоянии нескольких миллиметров от него). Возле катода создается высокая напряженность электрического поля. Ионы азота, входя в эту зону высокой напряженности, приобретают большие скорости и, ударяясь о деталь (катод), внедряются в ее поверхность. Высокая кинетическая энергия, которой обладали ионы азота, переходит в тепловую. Деталь за короткое время (15-30 мин) разогревается до 470-580 °С, происходит диффузия азота в глубь металла, т. е. азотирование. При соударении ионов с поверхностью детали ионы железа выбиваются с ее поверхности, за счет чего обеспечивается очистка поверхности от окисных пленок, препятствующих азотированию. Это особенно важно для азотирования коррозионно-стойких сталей, у которых пассивирующая пленка обычными способами удаляется с большим трудом. Ионное азотирование по сравнению с азотированием в печах позволяет сократить общую продолжительность процесса в два-три раза, уменьшить деформацию деталей за счет равномерного нагрева, создает возможность регулирования процесса в целях получения азотированного слоя с заданными свойствами. Азотирование коррозионно-стойких сталей и сплавов достигается без дополнительной депассивирующей обработки. Достигается толщина азотированного слоя 1 мм и более, твердость поверхности — 500-1500 HV. Ионному азотированию подвергают детали насосов, форсунок, ходовые винты станков, валы и многое другое.
|