Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

Жидкостное азотирование.

Жидкостное азотирование осуществляется в расплавах цианистых и бесцианистых солей. К цианистым относятся соли, содержащие углерод и азот: цианиды NaCN, KCN; цианаты NaCNO, KCNO; желтая кровяная соль K₄Fe(CN)₆; карбамид или мочевина (NH₂)₂CO. К бесцианистым относятся нитриты KNO₂, NaNO₂ и нитраты NaNO₃, KNO₃.

Цианиды очень токсичны (ядовиты) как в твердом состоянии, так и после расплавления. Применение их требует строгих мер по технике безопасности. Мочевина и желтая кровяная соль до расплавления не ядовиты. В этом их преимущество при хранении и взвешивании. Однако после расплавления они также ядовиты.

При жидкостном азотировании в расплавах солей, содержащих азот и углерод, происходит насыщение поверхностного слоя обоими этими элементами. Однако, поскольку процесс осуществляется при сравнительно низкой температуре (570°С), сталь в основном насыщается азотом. Соотношение азота и углерода составляет примерно 3: 1.

Структура азотированного слоя имеет две зоны: поверхностную карбонитридную, состоящую из нитридов, содержащих углерод, и диффузионную, представляющую собой твердый раствор азота в железе. Толщина карбонитридной зоны очень небольшая (10— 15 мкм), но она придает поверхности важные свойства: низкий коэффициент трения, устойчивость против задиров, хорошую прирабатываемость. Общая толщина слоя в зависимости от продолжительности процесса может достигать нескольких десятых миллиметра.

Твердость низкоуглеродистых сталей повышается незначительно — до HV 300; на улучшаемых сталях типа 40Х можно получить твердость до HV 700. Наиболее высокая твердость (до HV 1000) достигается на легированной стали, специально предназначенной для азотирования, — 38ХМЮА и др.

Жидкостное азотирование деталей из конструкционных сталей повышает предел выносливости на 20— 100%, что объясняется, во-первых, упрочнением поверхности, а во-вторых, возникновением в азотированном слое остаточных сжимающих напряжений. В связи с этим такую обработку применяют для ответственных деталей: коленчатых валов двигателей, шестерен и др. При жидкостном азотировании преимущественно используют цианид-цианатные ванны. Наилучшие результаты дает обработка в этих ваннах при 570°С в течение 1—3 ч. В ФРГ такую обработку называют «тенифер-процесс», а в США — «тафтрайдинг-процесс». Иногда ее называют мягким азотированием, поскольку твердость при такой обработке получается несколько ниже, чем при газовом азотировании.

Жидкостное азотирование в цианидных ваннах применяют только для обработки инструмента преимущественно из быстрорежущей стали; оно известно под названием жидкостного низкотемпературного цианирования. Процесс осуществляется при 540—560°С с длительностью выдержки в зависимости от размеров инструмента от 5 до 30 мин. Более подробно этот процесс описан в разделе «Цианирование».

Существенным недостатком обработки с применением цианидов, карбамидов и желтой кровяной соли является токсичность ванн. Хоршие результаты получены при жидкостном азотировании в бесцианистых ваннах.

Существует три разновидности такого способа:

1) пропускание аммиака через расплав хлористых солей бария, натрия и кальция;

2) расплавление в ванне нитрата натрия или калия или же смеси из нитрата и нитрита;

3) погружение деталей в водный раствор азотосодержащей соли и нагрев их с помощью ТВЧ. Эти процессы пока еще не получили распространения в промышленности.