цементация и нитроцементация стали в чем разница

Особенности цементации стали в промышленных и домашних условиях

Популярный способ обработки металлических изделий для укрепления поверхностного слоя и повышения износостойкости — цементация. Технологический процесс основан на принципе насыщения поверхности сплава углеродом. Работы могут производиться в различных средах, множеством разных способов, но обязательно под воздействием высоких температур. Каждому из методов свойственен специфический набор достоинств и недостатков. При необходимости науглероживание можно провести самостоятельно: процесс не требует специального обучения или профессионального оборудования.

Виды цементации

Целью осуществления цементации является создание на поверхности металлических изделия устойчивого защитного слоя, обеспечивающего повышение прочностных характеристик (в том числе твердости и износостойкости).

Каждый из этих видов применяется для разных типов производств.

Цементация в твёрдом карбюризаторе подходит для мелкосерийного производства, а газовая – для постоянных и крупных партий.

Современные методы науглероживания стали разрабатываются с учетом необходимости сокращения процесса. Цементация с бором, титаном и ниобием, а также замена низколегированной углеродистой стали на мелкозернистую, позволяют компенсировать затраты производства и увеличивать прибыль приобретателя деталей из такого металла. На данный момент, подобная практика ведется только за рубежом.

Твердая цементация стали и других металлов

Обработка данным методом осуществляется в твердой среде. В качестве карбюризатора для данной процедуры используют специальную сухую или влажную смесь солей с измельченным древесным углем. Соотношение компонентов — разное, наиболее распространен следующий состав (по ГОСТ 2407-51):

Преимуществом данного способа является получение высокой степени науглеводораживания.

Основной недостаток — большая трудоемкость процесса.

Сфера применения твердой цементации включает как промышленные производства, так и кустарные. Благодаря простоте и относительной безопасности данный метод стал наиболее распространенным способом домашней обработки стали и металлов.

Газовая цементация

Газовая цементация осуществляется с применением полученной смеси. Проведение процедуры углеродного насыщения только с помощью пиролизного газа опасно возможностью появления больших объемов копоти и сажи на поверхности цементируемого изделия. Толщина науглероженного слоя не будет достаточной. На исправление этих недостатков будет необходимо гораздо больше трудозатрат.

Температура в печи при цементации достигает 950 градусов Цельсия. Газ подаётся непосредственно в нагретую печь и находится на протяжении времени, необходимого по технологическому процессу. Печи должны плотно закрываться.

Жидкостная цементация

Для жидкостного науглероживания поверхностей деталей применяются концентрированные растворы карбонатных и щелочных солей.

Преимуществом данного способа является малый процент деформации: весь процесс закалки осуществляется внутри цементационной ванны.

Цементация пастой

В основе данного метода лежит принцип обработки материала пастообразными карбюризаторами, затем детали погружаются в металлические ёмкости и помещаются в печь. Продолжительность термического воздействия (температура не менее 900 градусов Цельсия) составляет от 2 часов (в зависимости от типа изделия).

Слой обмазки должен в 6-8 раз превышать требуемую толщину конечного защитного слоя.

Главное преимущество пастообразной цементации — высокие показатели производительности.

Основной недостаток — неравномерное покрытие поверхностей цементирующим слоем.

Пастовая цементация лучше всего подходит для применения в кустарных условиях, для штучного производства, дома.

Вакуумная цементация

Суть вакуумной цементации заключается в проведении процедуры при низком давлении, менее 0,019 атмосфер. Процесс науглероживания поверхности изделий осуществляется с применением ацетилена, поступающего в печь через сосуды Дьюара. После завершения процедуры детали охлаждаются либо нейтральным газом, либо при помощи масла.

В современной промышленности представлены также технологии цементации, основанные на использовании пропана и этилена.

Нитроцементация

Одновременное насыщение металла углеродом и азотом в газовой камере называется нитроцементацией. Защитный слой для металлической детали появляется в результате одновременной диффузии обоих газов в аустените.

Науглероживание металла с азотом в основном производится при температурах от 800 до 860 градусов Цельсия. Различий между нитроцементированным слоем и простым науглероженным слоем, полученным при этих температурах по существу, нет.

При проведении цементации с азотом при 700° С и ниже, на защитном покрытии детали образуется слой соединений газов с железом, повышающий износостойкость конечного продукта. Уже существуют проекты, предусматривающие применение углеродно-азотистого закаливания с температурой 700° С для деталей с пониженной износостойкостью.

Науглероживание металла с азотом при температуре от 800° С на данный момент наименее затратная процедура, как и цементация сильно нагруженных деталей, шестерней и зубчатых колёс.

Технические характеристики металлических изделий после цементации

Результатом сквозного прогрева металлического изделия является формирование мартенсита в средней части детали. Методика обработки детали после цементации определяется её маркой. Чаще всего применяется отпуск в низкотемпературной среде.

Альтернативные способы повышение износостойкости металлов

Особенности и правила осуществления цементации стали в домашних условиях

Обычно процедура науглероживания металла происходит на специализированных производственных предприятиях. Есть возможность наладить процесс тем, кто занимается изготовлением стальных или медных изделий в частном порядке.

Цементацию своими силами не проводят для углеродистых сталей.

Цементация стали в домашних условиях подразумевает выбор технологии твёрдой среды.

Технология приготовления смеси

Готовая смесь должна быть однородной — это позволит избежать пятна в процессе обработки металла.

Пошаговая инструкция цементации в домашних условиях

Для чего нужно цементировать сталь самостоятельно

Цементация и нитроцементация металла – процедура, часто проводимая частными изготовителями ножей, клинков, мечей, кольчуг и других элементов исторических реконструкций.

Процесс цементации требует много времени, для покрытия защитным слоем в 0,8 мм потребуется не менее 8 часов.

Печи, ящики для цементации, химические реактивы для цементации дорогие, поэтому нередко конечный продукт имеет заоблачную цену.

Наиболее простым и широко применяемым методом повышения износостойкости металлических сплавов, в том числе и в домашних условиях, является цементирование. При соблюдении алгоритма процесса, техники безопасности и тщательного контроля на всех этапах домашнее цементирование металла позволит продлить жизнь деталям любого механизма.

Источник

Цементация или нитроцементация?

Нитроцементация — процесс насыщения поверхности металла азотом и углеродом. На практике, чаще всего, нитроцементация проводится в газовой атмосфере при температурах, позволяющих закалить изделия с первого нитроцементационного нагрева. При этом свойства нитроцементованной стали сходны со свойствами цементованной, но с меньшими деформациями.

Как уже говорилось выше, процесс нитроцементации проходит в газовой атмосфере с добавками аммиака. При этом азот аммиака, диффундирующий в глубь стали, выполняет роль легирующего элемента: повышает прокаливаемость стали и дает некоторые преимущества процесса перед цементацией.

Насыщение азотом начинается уже в процессе нагрева до основных рабочих температур процесса, после превышения 500 градусов. Поэтому, в каком-то смысле для определения процесса нитроцементации, фраза «одновременное насыщение азотом и углеродом» не подходит. До исчезновения a-Fe, с продолжением нагрева насыщение интенсифицируется. Заметное насыщение углеродом начинается после перехода критической точки полиморфного превращения, ускоряется с продолжением нагрева и достигает своего максимума в конце диффузионной выдержки.

Насыщение стали азотом (легирование), предшествующее науглероживанию, сопровождается следующими преимуществами:

Для исключения закалочных трещин при нитроцементации, так же как и при цементации, в качестве закалочной среды должно использоваться масло.

В качестве рабочей газовой среды для диффузионного насыщения используется эндогаза с добавками природного газа (метана) и аммиака. Количество каждой из добавок составляет 2-3% от количества эндогаза. Это ориентировочные данные, состав рабочей среды зависит от конечных требований к детали.

Так же, как и при цементации, в процессах нитроцементации, при температурах соответствующих аустенитной области, необходимо поддерживать определенный уровень науглероживающей активности атмосферы, контролируемый по углеродному потенциалу атмосферы с помощью датчиков или фольговых проб.

Таким образом, мы перечислили несколько основных преимуществ нитроцементации перед цементацией. Конечно, режим химико-термической обработки нужно определять для каждой стали и детали индивидуально, исходя из особенностей производства, экономических соображений и условий работы детали в узле механизма.

Источник

Шпора / Термическая обработка металлов и сплавов / Нитроцементация

Что такое нитроцементация?

Одновременное насыщение стальных поверхностей углеродом с азотом называют цианированием или нитроцементацией. При разложении цианистых солей образуются свободные атомы азота, углерода, которые проникают вглубь металла. Насыщение стали углеродом благодаря азоту происходит при более низких температурах. Фактически для стали он снижает критические точки. Вследствие такого понижения температуры насыщения уменьшается деформация обрабатываемых частей.

Основными факторами, определяющими концентрацию и глубину цианированного слоя, являются время выдержки и температура нагрева. Чем выше температура, тем меньше будет насыщение азотом, а больше углеродом. Увеличивая время выдержки детали в печи, получают более глубокий обработанный слой.

Процесс насыщения может проходить в газовой, твердой или жидкой среде.

Виды нитроцементации

Жидкостная

Жидкостная нитроцементация или цианирование проходит в цианистых ваннах. Широкое применение для проведения цианирования получили смеси натриевых солей: цианистый натрий с долей до 25%, углекислый натрий — до 50% и хлористый натрий — до 50%.

Цианирование проходит при высоких температурах. При этом в ванне проходят реакции с образованием атомарных азота и углерода, которые проникают в поверхность стали. Полученный слой обладает значительной твердостью, а также высоким сопротивлением к износу.

Даже тонкого слоя в 0,5 мм достаточно для увеличения износостойкости небольших деталей, которые работают при незначительных удельных нагрузках.

В газовой среде

Нитроцементация в газовой среде проходит в смеси аммиака и науглероживающих газов. Газовая среда при нитроцементации состоит из метана и окиси углерода. Процесс может проходить при низких температурах, тогда доля аммиака должна составлять 20-30%. Если нитроцементация происходит при высоких температурах, то аммиака должно быть 3-7%. Цианирование происходит в печах, куда раздельно подаются аммиак и газовая смесь. В газовой среде можно получать довольно толстые упрочненные слои глубиной до 2 мм.

Низкотемпературная

Низкотемпературная нитроцементация проходит в температурном режиме 550-600 °С в течение двух-трех часов. При этом значительного накопления углерода в стали не происходит, основные свойства металл получает от поглощения азота. В результате обработки на поверхности стали возникает карбонитридный слой повышенной износостойкости. Твердость этого слоя на легированных сталях может достигать 11000 HV. Нитроцементация при низких температурах может рассматриваться как аналог азотированию в смеси цианистых солей.

После нитроцементации проводят закалку деталей после повторного нагревания либо непосредственно из печи. Подстуживание происходит до 800-825 °С. Не очень часто, но применяют и ступенчатую закалку. После закалки необходимо провести отпуск при температуре 160-180 °С.

Покрытие пастой

Нитроцементация стали проводится и путем нанесения пасты. В ее состав входят:

Сметанообразную пасту наносят на подогретую до 300 °С поверхность. Входящие в состав цемент и карборунд способствуют затвердеванию пасты на воздухе, не дают стекать солям при нагреве обрабатываемой детали. На слой пасты наносят смесь из кварца и жидкого стекла в пропорции 3 к 2. Затем деталь нужно погрузить в водный 30%-ный раствор аммиака. При дальнейшем нагреве токами высокой частоты (ТВЧ) нанесенная смесь становится керамической оболочкой.

Чтобы провести нитроцементацию, деталь в оболочке нужно нагреть до 1200 °С. Через две минуты глубина обработанного слоя достигнет 2 мм. Этот способ малоэффективен, но все же его используют при производстве дисков, зубчатых колес, кулачков, муфт и других деталей из конструкционной стали.

Цементация стали

Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Различают три основных вида цементации стали:

Целью цементации стали является получение твердой и износостойкой поверхности, что достигается обогащением поверхностного слоя углеродом и последующей закалкой с низким отпуском. Цементация и последующая термическая обработка одновременно повышают и предел выносливости.

Заключительной операцией термической обработки цементованных изделий во всех случаях является низкий отпуск при температуре 160-180 С, переводящий мартенсит закалки в поверхностном слое в отпущенный мартенсит, снимающий напряжения.

Bо многих случаях цементации подвергается только часть детали, тогда участки, не подлежащие упрочнению, защищают антицементационной пастой.

Как подготовить деталь

Поверхности детали перед нитроцементацией необходимо очистить и обезжирить. Для этого их достаточно промыть 15 минут в растворе едкого натра, нагретого до 90 °С, либо можно протереть бензином. Затем детали вытирают насухо и укладывают в корзины на расстоянии, достаточном для свободного проникновения газа.

Что можно насыщать углеродом?

Нитроцементацию целесообразно проводить с нержавеющей сталью, сплавами, содержащими легирующие добавки, конструкционными сталями с пониженным содержанием углерода.

Этапы нитроцементации

Процесс нитроцементации включает два этапа:

Атомы азота насыщают обрабатываемую деталь глубже углерода.

После завершения процесса металлическое изделие обладает необходимыми свойствами: прочностью на изгиб, пониженной чувствительностью к напряжениям, пластичностью. Кроме того, нитроцементованные поверхности получают коррозийную стойкость и высокую твердость.

Для деталей, которые прошли нитроцементацию, обязателен контроль: обычный осмотр с выявлением видимых следов окисления, закоксовывания, бурого налета, также физических дефектов (сколов, забоин и пр.); выборочный контроль полученной твердости при помощи приборов Супер-Роквелла или Виккерса; выборочный контроль хрупкости обработанного слоя при помощи прибора Роквелла. Обычно проверяют образцы, изготовленные из того же материала, что и обрабатываемые детали. Эти образцы должны вместе с деталями проходить термическую обработку и нитроцементацию.

Нужно провести и контроль состава отходящих из печи газов (провести химический анализ); проверить расход газа реометрами; проверить расход карбюризаторов и триэтаноламина.

Структурные изменения в металле

При внедрении атомов азота и углерода в поверхностном слое металла происходят некоторые изменения. При нитроцианировании меняется соотношение остаточного количества аустенитов и мелкокристаллических мартенситов в поверхностном слое, добавляется небольшое количество твердого раствора карбонитридов, что влияет на механические свойства – твердость и износостойкость.

Такая особенность структуры нитроцементированного слоя, как повышение количества аустенитов, улучшает прирабатываемость стали, что важно при работе зубчатых передач, поскольку снижается шумность работы механизмов.

В то же время несколько повышается хрупкость и снижается усталостная и контактная прочность. Особенно это качество проявляется в легированной стали с содержанием никеля более 1.2 %. Таким образом, не все марки стали допустимо обрабатывать по данной методике. Уменьшение размеров зерен структуры достигается путем дополнительной закалки и отпуска непосредственно после процесса нитроцементации. Обработанная таким образом сталь имеет меньший размер зерен, чем цементированная, что повышает ее прочность на изгиб при одновременном уменьшении толщины обработанного слоя.

По окончании процесса обработки содержание азота в слое доходит до 0.4%, а углерода до 0.9%.

Нитроцементация существенно изменяет характеристики тонкого наружного слоя металла, его твердость и износостойкость. После дополнительной термической обработки – закалки, твердость поверхностного слоя по шкале Роквелла составляет 58-64 HRC или 500 – 1000 HV по методу Виккерса. Применяя низкотемпературную цементацию, можно получить тонкий поверхностный слой с твердостью 5000 – 11000 HV.

Основные дефекты при нитроцементации

В процессе нитроцементации могут возникать дефекты обрабатываемых деталей.

Отслаивание

Это явление возникает при насыщении поверхности детали углеродом и связано со слишком низкими температурами или быстрым нагревом. В первом случае содержание углерода по направлению к центру выравнивается слишком медленно. При быстром нагреве содержание углерода резко снижается по мере удаления от поверхности детали. Такие резкие изменения провоцируют отделение цементованного слоя от изделия в виде отслаивания оболочки.

Грубозернистый излом

Грубозернистость обрабатываемого слоя может быть обусловлена несколькими факторами: перегревом, передержкой при закаливании, переизбытком углерода в цементованном слое из-за высокой или изменяющейся температуры при обработке. Эти дефекты можно устранить повторной закалкой. Грубозернистость сердцевины может возникнуть из-за слишком низкой температурой закалки. А если речь идет о низколегированных или углеродистых сталях, то этот дефект может объясняться слишком большими размерами деталей, что не позволяет достаточно прокалить сердцевину.

Мягкая поверхность

Этот дефект поверхности обработанных изделий обуславливается рядом нарушений процесса нитроцементации (возникновение пустот при набивке деталей, возникновение корки графита на поверхности детали). Такой изъян может вызывать и дефект закалки, связанный с низкой скоростью охлаждения или с образованием паровой рубашки. При азотировании мягкие пятна связаны с обработкой необезжиренных деталей.

Малая толщина насыщенной пленки

Такой дефект возникает при низкой температуре азотирования. Изъян крайне опасен, так как выявить обычными методами контроля его невозможно. Но устранить проблему можно повторной процедурой с соблюдением температурного режима.

Повышенная хрупкость

Связана с азотированием обезуглероженной поверхности. Последняя образуется на детали при термической или горячей обработке давлением. Этот слой необходимо механически удалить.

Твердость азотируемой поверхности немного ниже твердости слоя, лежащего непосредственно под поверхностью. При такой обработке высоконагруженных частей необходимо отшлифовать верхний слой, тем самым удаляя его.

Способ нитроцементации стали

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при поверхностном упрочнении деталей машин с применением экологически чистых технологий. Предлагаемый способ предусматривает определение критической скорости закалки диффузионного слоя с целью выбора закалочной среды при закалке деталей, нитроцементацию деталей при температуре ниже A, с подачей в печь триэтаноламина и закалку деталей с последующим низким отпуском. Способ позволяет избежать применения высоких температур (выше 900oC), сохранить вязкой сердцевину, получить высокую твердость и износостойкость диффузионного слоя при достаточной его глубине. Способ применим, например, при выпуске деталей фонтанной арматуры для нефте-газодобывающей промышленности. Способ реализуется на стандартном оборудовании. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при поверхностном упрочнении деталей машин с применением экологически чистых технологий.

Известны способы нитроцементации стали в среде продуктов пиролиза триэтаноламина с добавками аммиака или других веществ. Способы предусматривают одновременное насыщение стали углеродом и азотом.Применение углеродсодержащих газов с добавками аммиака от 1% до 50% (Шубин Р.П. Гринберг М.Л. Нитроцементация деталей машин. М. Машиностроение, 1975, с. 207). При этом после нитроцементации выполняется закалка.Низкотемпературная нитроцементация («азотирование») с применением триэтаноламина (Лахтин Ю.М. Коган Я.Д. Азотирование стали. М. Машиностроение, 1976). Ориентация при этом делается на получение и сохранение поверхностной фазы. Закалка не применяется, в результате твердость поверхностного слоя мала (500 800 HV).Получение достаточно высокой твердости (Тарасова А.Н. Вакуумная нитроцементация мелкоразмерного инструмента из быстрорежущих сталей в муфельных малоэнергоемких печах. МиТОМ, 1994, N 4, с. 6). Однако, помимо три этаноламина в смесь добавляют моноэтаноламин и кубовые остатки регенерации этилового спирта.Известна газовая цементация с применением в качестве жидкого карбюризатора триэтаноламина (Шубин Р.П. Гринберг М.Л. Нитроцементация деталей машин. М. Машиностроение. 1975, с. 32). Однако при этом из-за высокой температуры (880oC и выше) процесс энергоемок, приводит к окислению арматуры, муфеля печи и нагревателей, на деталях образуется отслаивающийся толстый слой сажи, что приводит к необходимости большого припуска (до 0,4 мм) на пескоочистку и механическую обработку. После высокотемпературной цементации необходима лишняя операция, например нормализация для измельчения зерна сердцевины детали.За прототип принят способ газовой нитроцементации с применением триэтаноламина в качестве жидкого карбюризатора без добавки аммиака (Шубин Р.П. и Гринберг М.Л. со ссылкой на Гугель С.М.). Недостатки прототипа — применяется высокая температура выше A3, не регламентируется скорость закалки диффузионного слоя, которая отличается от критической скорости закалки стали.Задача изобретения расширить технологические возможности газовой нитроцементации с применением триэтаноламина, без добавки аммиака.Задача достигается снижением температуры нитроцементации и обеспечением скорости закалки, равной или большей критической скорости закалки диффузионного слоя.Для реализации способа сначала на образцах, например диаметром 6 и длиной 16 мм, выполняют серию процессов нитроцементации по одинаковому режиму, но с разной скоростью закалки, для чего используют известную скорость охлаждения подобных стальных образцов в нескольких закалочных средах, затем находят по твердости критическую скорость закалки диффузионного слоя (Карпов Л. П. О критической скорости закалки. // МиТОМ, 1992, N 12, с. 3 5) и выбирают закалочную среду. Нитроцементацию проводят при температуре ниже A3 стали, но выше 750oC с выдержкой, достаточной для получения слоя заданной глубины с учетом снимаемого затем технологического припуска. Затем закаливают детали. При необходимости сохранения вязкой сердцевины ее не закаливают. Для этого после нитроцементации садку подстуживают в печи до температуры ниже A1 стали, но выше A1 диффузионного слоя, насыщенного азотом. Эта нижняя температура ограничивается еще и требованием обеспечить горящий факел — сжигание отходящих продуктов пиролиза триэтаноламина. В любом случае скорость охлаждения при закалке должна обеспечить закалку диффузионного слоя. При закалке в воде до теплого состояния, например методом окунания (во избежание трещин диффузионного слоя). Обработку холодом после закалки проводят при необходимости дополнительного повышения твердости слоя. В любом случае после закалки выполняют отпуск стали.Способ проверен практически при изготовлении шиберов задвижек фонтанной арматуры из стали 38Х2МЮА (два примера). Размер шибера пластина 25х80х200мм, вес 2 кг. Критическая скорость закалки диффузионного слоя в этом случае равна менее 500oC/с, поэтому шиберы закаливали в воде комнатной температуры. Один пример приведен со сталью 18ХГ. Во всех примерах расход подача в печь триэтаноламина был равен 60-80 капель/мин.Пример 1. Выполнялась нитроцементация шибера в печи СШЦМ 6,6/9И4 при 800oC 8 ч с последующей закалкой после подстуживания садки в печи до температуры 700oC.Твердость на поверхности шибера после закалки составляет 60-61 H CЭ, трещин не обнаружено. После обработки холодом и низкого отпуска 180oC 4 ч твердость поверхности 63-64 H CЭ. После ступенчатой шлифовки по 0,05 мм каждой ступени (их 9) и 1,5 2,0 мм десятой ступени проверена твердость по трем зонам ступеней шибера и сердцевины (см. табл. 1).Хрупкость отсутствует. При контроле на микрошлифе толщина диффузионного слоя равна 0,6 0,7 мм. Поверхностная твердость 890-927 HV. Люминесцентным методом трещин не обнаружено. Деформация на просвет не более 0,05 мм.При номере поверхностной твердости не менее 670 HV и глубине слоя 0,2-0,5 мм имеется запас глубины слоя на шлифовку (7х0,05=0,35 мм).По глубине диффузионного слоя проникновение азота составляет до 0,45 мм (анализ на рентгеновском микроанализаторе «Superprobe»-733″). Размер зерна сердцевины почти не изменяется или несколько растет на 0,5-1 номер (ГОСТ 5639-82).Сравнительные испытания износостойкости азотированного шибера и после нитроцементации в триэтаноламине с закалкой показали износостойкость после нитроцементации. Износ поверхности образцов при вращении на станке «Нерис» со скоростью 200 об/мин на шкурках за первый опыт испытаний и второй (см. табл. 2) составил: после азотирования 0,351 и 0,81 мм, а после нитроцементации с закалкой 0,112 и 0,67 мм.Пример 2. Выполнялась нитроцементация такого же шибера как описано в примере 1, но в другой печи Ц-105, выдержка при 800oC нитроцементации увеличена и равна 10 ч вместо 8 ч. Закалка непосредственно после выдержки. Поверхностная твердость равна 831 HV и 64,5 HRCЭ. Хрупкость поверхности по ступеням балл 1 (отсутствует). Толщина диффузионного слоя равна 0,65 0,7 мм. Трещин не обнаружено. Твердость HV30 по ступеням шлифовки показана в табл.3.Пример 3. Из стали 18ХГ изготовлены образцы диаметром 90 и толщиной 27 мм. Торцы образцов шлифованы. Нитроцементация в триэтаноламине выполнена в печи СШЦМ-6,6/9И4 по режиму 800oC 10 ч с непосредственной закалкой. Предварительно на образцах стали 18ХГ определили критическую скорость закалки диффузионного слоя, которая равна 380 390oC/с. Средняя скорость охлаждения таких же образцов в воде с температурой 20oC равна 490oC/с, поэтому охлаждение образцов 90х27 после нитроцементации выполнено в воде.Поверхностная твердость равна 61HPCЭ, по ступеням шлифовок через 0,05 мм: 58; 55; 50,5; 51; 49; 50; 50; 50 HRCЭ. Твердость сердцевины равна 44 HRCЭ.Таким образом, глубина диффузионного слоя составляет более 0,4 мм, а глубина коррозионностойкой части слоя 0,1 мм.

1. Способ нитроцементации стали, включающий насыщение стали в среде продуктов пиролиза триэтаноламина, подаваемого в печь с непосредственной закалкой и низким отпуском, отличающийся тем, что нитроцементацию проводят при температуре ниже критической А3 для стали, но выше 750oС, а закалку ведут со скоростью охлаждения, равной или большей критической скорости закалки диффузионного слоя.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после закалки проводят обработку холодом.

Сферы применения

Нитроцементацию нужно проводить для деталей, которые при работе механизма испытывают предельные нагрузки. К ним относятся шестеренки, зубчатки, валы и прочие составляющие механизмов.

Низкотемпературную нитроцементацию проводят с поверхностями порошкового инструмента, изготовленного из быстрорежущих сталей. Так обрабатывают трущиеся детали, которые не испытывают значительных нагрузок (зубчатые колеса, втулки, штоки клапанов двигателей автомобилей).

Высокотемпературная нитроцементация чаще применяется при насыщении порошковых деталей, изготовленных из легированных и конструкционных углеродистых сталей.

Нередко только часть детали подвергают нитроцементации. Участки, которые не нужно обрабатывать, в этом случае защищают специальной пастой.

Источник