Низкотемпературная нитроцементация

Этот кратковременный процесс в принципе мало отличается от азотирования. Добавка в аммиак углеродосодержащих компонентов предотвращает пересыщение стали азотом и устраняет повышенную хрупкость ε- фазы, что ведет к повышению пластичности поверхностной зоны и ее эксплуатационных характеристик. Проводится процесс при температурах 500—600° в течение 2-6 ч. На поверхности при этом реформируется карбонитридная [Fe_2-3(N, С)] или оксикарбонитридная [Fе_2-3 (М, С, О)] зона на базе ε-нитрида с пониженным содержанием азота (5—6%) толщиной 10—30 мкм. Под слоем карбонитрида расположена насыщенная азотом а - фаза с нитридами легирующих элементов.

Для насыщения используются следующие составы: 30— 40.% NНз+60—70% СН₄ или природного газа; 50% NH₃ + 50% эндогаза и смеси аммиака, метана или окиси углерода с добавками кислорода или воздуха, а также смеси аммиака и экзогаза (неочищенного) в различных пропорциях. Применение кислорода ускоряет диффузию насыщающих элементов и улучшает поверхностные свойства вследствие образования оксикарбонитридов. Кроме того, процесс может быть осуществлен непосредственно в триэтаноламине (как с предварительным пиролизом, так и без него). Разновидностью процесса является дополнительный ввод в атмосферу серосодержащих соединений (сульфонитроцементация).

Сера практически не растворяется в а - твердом растворе, на поверхности образуются сульфиды типа FeS и FeS₂, которые располагаются в виде дисперсных частиц в карбонитридной фазе. В частности, процесс возможно проводить в атмосфере аммиака и природного газа с добавкой 0,1—1,0% H₂S.

Процесс хорошо себя зарекомендовал для обработки конструкционных среднеуглеродистых легированных сталей (40Х, 40ХФ, 38ХМЮА, ЗОХ2Н2ВФА и др.), штамповых сталей (5ХНМ, ЗХ2В8Ф), инструментальных (Х12, Х12М) и быстрорежущих сталей.

В большинстве случаев при оптимальных режимах износостойкость деталей после низкотемпературной нитроцементации не уступает азотируемому слою.

По сравнению с улучшенной сталью повышаются усталостная и контактная выносливость. Стойкость пресс-форм может быть повышена в 2—2,5 раза. В США, ФРГ и Японии низкотемпературную нитроцементацию применяют для упрочнения кулачковых и коленчатых валов, штоков цилиндров, тормозных барабанов, зубчатых колес, деталей точной механики, гидравлических механизмов, деталей текстильных машин, инструмента и т. д.

Сульфонитроцементация значительно повышает задиростойкость, сопротивление схватыванию и износостойкость в условиях сухого и полусухого трения (тормозные барабаны и колодки, фрикционные диски и диски сцепления).

Дата добавления: 2015-07-08