Низкотемпературная нитроцементация конструкционных сталей

. Твердость слоя углеродистых сталей достигает НV 250—350, легированных конструкционных сталей НV 500—700. Диффузионный слой обладает высокой износостойкостью в условиях сухого и жидкого трения. Стойкость против задира улучшаемых конструкционных сталей увеличивается в 1,5 раза. Значительно повышается предел выносливости. При наличии концентраторов напряжений предел выносливости возрастает на 100%. Это объясняется тем, что в диффузионном слое образуются остаточные сжимающие напряжения, причем максимум этих напряжений сосредоточен на поверхности в местах концентраторов напряжений. Внедрение этого процесса в промышленность значительно повысит долговечность многих деталей.

Низкотемпературное цианирование и нитроцементация быстрорежущих сталей

Низкотемпературное цианирование применяют для улучшения режущих свойств, повышения стойкости инструмента из быстрорежущих сталей и проводят при 540—560° С. Низкая температура цианирования обусловлена тем, что цианированию подвергают окончательно термически обработанный инструмент, и поэтому температура цианирования не должна превышать температуры отпуска быстрорежущих (или высокохромистых) сталей. Низкотемпературное цианирование проводят в жидких, газовых и твердых средах.

время выдержки 5—30 мин, толщина слоя 0,02—0,04 мм.

(выделение активного углерода в этот период резко уменьшается). В ванне, проработавшей 12—15 ч, цианированный слой получается быстрее, без образования хрупкой карбонитридной корки. Поэтому не рекомендуется проводить низкотемпературное цианирование инструмента в свежеприготовленной ванне.

Низкотемпературная нитроцементация проводится в смеси углеродсодержащего газа (В5—75%) и аммиака (25—35%). В отличие от высокотемпературного при низкотемпературном газовом цианировании могут применяться малоактивные углеродсодержащие газы, так как при низких температурах цианирования на повышение твердости и износостойкости поверхности в основном влияет азот. Время выдержки при газовом цианировании 1—2 ч. Слой, необходимый для упрочнения режущего инструмента (толщина 0,05—0,055 мм), можно получить в результате низкотемпературного газового цианирования триэтаноламином (время выдержки 2,5—3 ч).

животного угля — рогового, костяного]. При нагреве происходит разложение желтой кровяной соли по реакции:

Выделяющиеся в атомарном состоянии азот и углерод диффундируют в сталь. Цианистый калий частично окисляется с образованием синильной кислоты; кислота образуется в таком незначительном количестве, что она не представляет опасности для обслуживающего персонала. При низкотемпературном цианировании в твердых средах составные части смеси измельчаются (зерна древесного угля 1—3 мм в поперечнике), тщательно перемешиваются и просушиваются при 100—200° С. Приготовленную смесь необходимо предохранять от сырости. Отработавшую смесь можно использовать для засыпки пустот в ящиках и применять как примесь к свежей смеси в количестве 70—80%.

Предварительно очищенный инструмент укладывают в железные ящики размером 250X200X 150 мм или 200x100x80 мм; размеры ящиков увеличивать не рекомендуется. На дно ящика насыпают слой смеси толщиной 25—30 мм. На него укладывают инструмент с промежутками в 15—20 мм и засыпают смесью; укладывают следующий инструмент, снова засыпают смесью, и так до полного заполнения ящика. Сверху ящик закрывают крышкой, обмазывают глиной (около крышки), подсушивают и устанавливают в печь крышкой вниз. Температура цианирования инструмента из быстрорежущих сталей Р18 и Р9 550—560° С При указанной температуре ящики выдерживают в зависимости от условий работы инструмента в течение 1,5—3,5 ч.

После выдержки ящики вынимают из печи и охлаждают на воздухе до 200—100° С. Затем ящики вскрывают и все содержимое высыпают на проволочную сетку. Инструмент еще в горячем состоянии очищают проволочной щеткой от остатков смеси и охлаждают на воздухе до температуры 20е С, затем промывают теплой водой, сушат и протирают масляной тряпкой. Замачивать еще не вполне остывший инструмент нельзя — могут образоваться трещины. Охлаждать ящики вместе с их содержимым до температуры 20° С не рекомендуется, так как смесь слипается и разгрузка ящика затрудняется. После цианирования инструмент осматривают, проверяют сохранность его режущих кромок, отсутствие трещин и загрязнений и контролируют на твердость и хрупкость.

твердость этой зоны

НV 1000—1100. В микроструктуре слоя, полученного при цианировании триэтаноламином, белая нетравящаяся зона почти всегда отсутствует, карбиды и нитриды расположены равномерно по всему слою. Стойкость инструмента после цианирования возрастает в 1,5—2,5 раза.