Азотирование представляет собой процесс насыщения металлов азотом. При этом азотируемые марки стали подбираются с учетом требований технологии, что является крайне важным критерием для улучшения основных характеристик деталей. Азотирование часто применяется на отечественных предприятиях, которые занимаются изготовлением комплектующих для сборки автомобильных и промышленных агрегатов. Использование данной технологии позволяет повысить твердость, усталостную прочность и стойкость изделий.

 

Особенности технологии азотирования

Технология подразумевает собой насыщение структуры стали азотом. При этом отсутствует значительное термическое воздействие на деталь, что исключает возникновение любых деформаций. Методика азотирования отлично подходит для сталей, которые прошли предварительную закалку и механическую обработку с учетом требуемых геометрических размеров. Изначально стальные изделия помещаются в муфель. Герметичная емкость опускается в специальную печь, где происходит нагрев до 500-600 °C. При этом время выдержки зависит от конкретных требований. С целью формирования рабочей среды внутрь печи подается аммиак под давлением, который распадается на атомарный азот.

Существуют определенные азотируемые марки стали, которые допускают применение данной технологии обработки. При правильном подборе металлов на поверхности деталей образуются нитриды. Новый слой отличается крайне высокой твердостью. После проведения данных процедур обрабатываемые детали подвергают плавному охлаждению. Слой нитридов может иметь толщину около 0,3-0,6 мм. Данных параметров достаточно, чтобы готовая деталь смогла эксплуатироваться в наиболее жестких условиях. Стоит отметить, что азотирование является конечным этапом любой обработки металлов. После покрытия поверхности стали нитридами дополнительное упрочнение не потребуется.

 

азотируемая сталь

 

Ключевые преимущества технологии:

  • высокая скорость обработки;
    • повышение твердости деталей;
    • отсутствие высокой температуры;
    • повышение устойчивости к износу;
    • увеличение стойкости к коррозии.

Большим преимуществом является то, что все детали после азотирования способны сохранять прочностные свойства при нагреве до 500-600 градусов. При обычной цементации стальные изделия теряют прочность уже на 200-220 °C. Поэтому данная методика является актуальной для целого ряда производств, которые занимаются металлообработкой.

 

Какие стали подлежат азотированию?

Все азотируемые стали всегда указываются в соответствующей документации. На практике подобной обработке могут подвергаться все разновидности легированных и углеродистых сталей. Последние имеют порядка 0,3-0,5 % углерода в основном составе. Однако наибольшей эффективности можно добиться тогда, когда в основу стали входят легированные добавки. К таким добавкам относятся алюминий, молибден и хром. Элементы способны повышать прочность слоя, который образуется после проведения процедуры азотирования.

Для азотирования применяются следующие стали:

  • 38Х2МЮА — материал характеризуется крайне высокой наружной прочностью. В структуре присутствует алюминий, который снижает устойчивость деталей к механическим воздействиям. Одновременно элемент повышает твердость и стойкость к коррозии по внешней оболочке. Сталь данного типа применяется для изготовления деталей сложной конфигурации;
  • 40Х, 40ХФА — вариант легированных сталей. Материал часто применяется для производства элементов станочного и инструментального оборудования;
  • 38ХН3МА (включая марки 30Х3М, 38ХНМФА и 38ХГМ) — сталь подходит для производства деталей, которые подвергаются высоким нагрузкам на изгиб;
  • 30Х3МФ1 — сталь применяется для производства целого ряда различных комплектующих и узлов, которые имеют точные и наиболее сложные геометрические параметры. Для дополнительной прочности в состав часто добавляется кремний.

режимы азотирования сталей

режимы азотирования сталей

Качество азотирования зависит от давления газа, продолжительности выдержки, а также температуры, которая используется при обработке стальных деталей. Стоит отметить, что степень диссоциации аммиака напрямую влияет на эффективность процедуры.