Маршрутный технологический процесс азотирования деталей из стали 32Х2МЮА

На всех стадиях необходимо управлять азотным потенциалом, включая и стадию охлаждения.

4 Каталитическое газовое  азотирование (КГА) – результат новых  представлений о процессе об  азотном потенциале и процессах  образования азотированного слоя

Прежде всего, отметим, что использование этой атмосферы и нового метода управления азотным потенциалом приводит к значительной интенсификации процесса насыщения сталей азотом. Так, при обработке деталей из стали 32Х2МЮА значительно сократилась продолжительность обработки; достигается примерно одинаковое (несколько большее) значение толщины диффузионного слоя за 24 ч.

Процесс азотирования в печах МИМП-СШЗ ведется в смеси аммиака и эндогаза при температурах 560 - 580 °C (никотрирование, нитемпер-процесс). Состав эндогаза отличается от состава эндогаза, используемого при цементации и нитроцементации, и назван так условно. Содержание в нем СО – 20%, Н2 – 20% и N2 – 60%. После насыщения детали охлаждаются в потоке защитного газа или закаливаются в масле.

При азотировании на поверхности формируется малопористый оксикарбонитридный слой толщиной 0,0025 - 0,025 мм. Для уменьшения толщины карбонитридной зоны на заключительной стадии рекомендуется уменьшить подачу аммиака до 40 объемных процентов. Для уменьшения деформаций в процессе химико-термической обработки перед азотированием детали необходимо отпустить при температуре на 20 - 40 °C выше температуры азотирования. Для обеспечения качества диффузионного слоя, обрабатываемые поверхности не должны иметь следов окалины и обезуглероживания - перед азотированием их необходимо тщательно обезжирить. Изменение размеров при никотрировании связано с увеличением объема, оно не зависит от размеров деталей и не превышает 10 мкм для стали типа 40ХМ и 9 - 15 мкм – для чугуна. Величина микро-неровностей поверхности увеличивается с 4,2 до 6,3 мкм.

Проведение процесса требует соблюдения определенных правил техники безопасности:

•  Выгрузка садки осуществляется только после промывки рабочей камеры нейтральным газом.

•  После загрузки садки сначала в рабочую зону подается эндогаз и поджигается на крышке печи и только затем осуществляется подача аммиака. Данная операция обеспечивает стабильное сжигание отходящих газов.

Заключение

      На основе разработки  нового понятия азотного потенциала, новых методов его определения  и регулирования, нового генераторного метода приготовления насыщающей атмосферы, создано новое направление – управляемые процессы каталитического газового азотирования – КГА. Разработанные технологические процессы упрочнения различных материалов (сталей разного легирования, порошковых сплавов, титана и др.) надежно обеспечивают стабильно высокие эксплуатационные свойства деталей.

Литература

1. Афонский И.Ф., Вер О.И., Смирнов А.В. Теория и практика  азотирования стали. М.-Л. Гос. научн.-техн. изд-во по машин., металлообр. и черн. металл., 1933, - 160 с.

2. Зинченко В.М., Георгиевская  Б.В. Нитроцементация автомобильных  деталей. М.: НИИТавтопром, 1982. 76 с.

3. Чеботин В.Н., Перфильев  М.Н. Электрохимия твердых электролитов. М.: Химия, 1978,C./186-192.

4. Азотирование и карбонитрирование / Чаттерджи-Фишер Р., Эйзель Ф.В. и др. Пер. с нем. Под ред. А.В. Супова, М.: Металлургия, 1990, - 279 с. 

5. Зыськ Я., Тациковский  Я., Сулковский И.  Формирование диффузионных слоев при газовом азотировании // МиТОМ, 1980, №6, C. 12-15.

6. Гаев И.С.  Диффузия некоторых элементов легированной стали // Металлург, 1932, №2, С. 16-34.Society. London, 1975, S. 51-57.

7. Прокошкин Д.А. Диффузия  элементов в твердое железо. Химические  и термические методы обработкм  стали. М.-Л., 1938, - С. 3-134.

8. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д.  Азотирование стали. М.: Машиностроение 1976. - 256 с.

9. Лахтин Ю.М., Арзамасов  Б. Н. Химико-термическая обработка  металлов. – М.: Металлургя, 1985, - 256 с.

10. Лахтин Ю.М., Булгач А.А. Теория химико-термической обработки стали. - М.: Машиностроение, 1982, - 54 с.

11. Лахтин Ю.М., Александров  В.А., Коган Я.Д. Новые системы контроля  процесса азотирования.// МиТОМ, 1978, №4, С. 47-52.

12. Коган Я.Д., Солодкин  Г.А. Термодинамические основы регулируемых  процессов азотирования.//МиТОМ, 1981, №4, С. 16-20.

13. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д., Щпис Г.И., Бемер З. Теория и  технология азотирования. М.: Металлургия, 1991, - 320 с.