Антикоррозионное азотирование

  толщиной 0,015— 0,030 мм.

Детали приборов и аппаратов (зубчатые колеса, валики, оси, гайки, штыри и др.) из средне-, высокоуглеродистых и низколегированных сталей (40, 40Х, У8, У10, ШХ15 и др.) для повышения коррозионной стойкости и получения высокой твердости азотируют и закаливают в воде или масле, совмещая оба процесса. Температура азотирования (770—850° С) должна совпадать с температурой закалки стали; степень диссоциации аммиака до 80%.

Способы ускорения процесса азотирования

Азотирование в тлеющем разряде (ионное азотирование).

При азотировании в тлеющем разряде детали помещают в герметическую камеру и подключают в качестве катода к электрической сети постоянного тока с напряжением 500—1500 В. Анод располагают над деталями или вокруг них. В камеру после удаления из нее воздуха вводят аммиак или смесь азота и водорода. После включения постоянного тока между деталями (катодом) и анодом возбуждается тлеющий разряд, ионизирующий атомы азота, которые, бомбардируя поверхность деталей, быстро нагревают ее до температуры азотирования (500—550° С). При азотировании в камере поддерживается низкое давление (2—8 мм рт. ст.).

При азотировании в тлеющем разряде в 1,5—2 раза сокращается продолжительность процесса, особенно для малой глубины азотирования (за счет активизации газовой среды), снижается хрупкость азотированного слоя и повышается предел выносливости. На деталях сложной конфигурации азотированные слои по глубине получаются более равномерные, отпадает надобность в печах для нагрева деталей, экономно расходуется электроэнергия, необходимая только для нагрева поверхности деталей и ионизации газа.

Азотирование при воздействии ультразвука. Исследования влияния ультразвуковых колебаний на процесс азотирования стали в газовой и жидкой средах показали, что при воздействии ультразвука увеличивается поверхностная твердость азотированного слоя, а длительность процесса сокращается приблизительно в 1,5 раза. Большие твердость и глубина слоя достигаются при газовом азотировании при колебаниях образца.

Ускорение процесса азотирования объясняется тем, что ультразвук периодически изменяет параметры кристаллической решетки, благодаря чему диффузия азота ускоряется, а также способствует удалению с азотируемой поверхности продуктов реакции и ускорению притока новых порций газа. Вследствие технических трудностей (необходимость создания и выпуска мощной ультразвуковой аппаратуры) этот способ азотирования еще не получил промышленного применения.

Азотирование при нагреве с помощью т. в. ч. При нагреве с помощью т. в. ч. процесс азотирования ускоряется приблизительно в 2—3 раза по сравнению с нагревом в печи. При этом процессе разогреваются поверхностные слои металла, диссоциация аммиака с образованием активных атомов азота происходит вблизи азотируемой поверхности и создаются наиболее благоприятные условия для диффузии азота. Оптимальная температура при нагреве с помощью т. в. ч. — 500—550° С; выдержка — в зависимости от требуемой глубины слоя. Например, выдержка в течение 3 ч обеспечивает получение толщины азотированного слоя 0,20—0,25 мм твердостью НУ 1000—1050.