Існує велика кількість різних технологій по корекції хімічного складу металу. Вони призначені для поліпшення певних експлуатаційних якостей металу. Сьогодні азотування проводять з метою насичення поверхневого шару виробу або заготовки азотом. Азотування металу в промислових масштабах стали проводити відносно недавно. Розглянемо цей процес докладніше.

Особливості застосовуваної технології

Азотування - це насичення поверхневого шару сталі азотом. Цю технологію досить часто порівнюють з цементуванням, але вони істотно відрізняються, мають свої певні переваги і недоліки.

До особливостей процесу азотування можна віднести нижченаведені моменти:

  • Вже згадана технологія не передбачає сильне нагрівання заготовки або виробу. За рахунок цього виключається ймовірність утворення внутрішніх деформацій, які в подальшому призводять до появи тріщин і інших дефектів.
  • Незважаючи на те що азотування не приводить до перебудови кристалічної решітки матеріалу, твердість поверхні істотно зростає. При цьому неважливо, який метал обробляється.
  • При азотуванні розміри оброблюваної деталі залишаються практично незмінними. Цей момент визначає те, що є можливість провести процес насичення структури поверхневого шару вже після проведення гарту з відпусткою і фінішної обробки.
  • Після проведення азотування часто виконується шліфування або інша подібна обробка.

Проводиться цементація стали 40х або алюмінію, інших металів і різних сплавів.

суть азотування

Азотацію проводиться в газовому середовищі, яка наповнена концентрованим аміаком. За рахунок насичення поверхні азотом відбуваються такі зміни:

  • Істотно підвищується показник твердості поверхні. Крім цього, відзначається збільшення зносостійкості.
  • Виріб має велику стійкість до усталостному опору.
  • За рахунок корекції хімічного складу поверхневого шару підвищується і корозійна стійкість. Варто враховувати, що корозійна стійкість зберігається при контакті стали чи іншого сплаву, наприклад, 38 × 2мюа з водою, пароповітряної сумішшю або з повітрям підвищеної вологості. За рахунок цього істотно розширюється сфера застосування металу.

Цементувати можуть різні метали і вироби, однак, цей процес характеризується тим, що поверхня набуває твердість нерівномірно. Проведені дослідження вказують на те, що після насичення поверхні азотом показник міцності збільшується не менш ніж в 1, 5 рази.

Технологічна схема процесу

За відносно малий термін вивчення процесу насичення металу азотом було розроблено кілька ефективних технологій обробки. При будь-термохімічних обробці важливо дотримуватися режиму нагріву і охолодження, витримки вироби.

Умовно весь процес азотування ділитися на кілька етапів:

  1. Підготовча термічна обробка. Цей етап полягає в загартуванні вироби і його високому відпустці. Найчастіше сталь 45 або інший метал нагрівається до температури 940 градусів Цельсія на первинному етапі термічної обробки. Останнім часом охолодження вироби проводиться виключно в маслі, що дозволяє уникнути появи різних деформацій. Проведений відпустку дозволяє розширити область застосування металу, так як спрощується процес обробки різанням.
  2. Механічний етап обробки представлений шліфуванням або чистовим точінням, що дозволяє надати деталі необхідні розміри.
  3. Часто зустрічається ситуація, коли потрібно виконати термохімічну обробку тільки певної частини виробу. У цьому випадку на дільниці, які не повинні бути піддані обробці, наноситься тонкий шар олова або рідкого скла. Цементувати також доводиться при захисті частини виробу шляхом нанесення певних речовин.
  4. Безпосереднє виконання азотування проводиться в газовому середовищі. Температура нагріву та інші режими в багато залежать від геометрії оброблюваної деталі і типу металу.
  5. Фінішна обробка проводиться для того, щоб довести геометричні розміри і механічні якості до потрібних значень.

Сьогодні досить часто застосовується інноваційна технологія іонно-плазмового азотування. Традиційний метод передбачає нагрів середовища до температури не вище 700 градусів Цельсія. Тому подібна технологія отримала вельми велике поширення, так як може проводитися при використанні щодо недорогих обладнання.

На закінчення відзначимо, що для насичення поверхневого шару азотом створюється газове середовище, яка складається з пропану (50%) і аміаку (50%). При застосуванні подібної середовища поверхню виробу нагрівається до температури 570 градусів Цельсія. Час витримки залежить від різних параметрів, може становити кілька годин.

Категорія:

Технології