Оптимальная толщина упрочняющего слоя на поверхности деталей позволяет выдерживать значительные нагрузки и противодействовать механическому износу. В промышленности нитроцементация стали представляет собой насыщение структуры металла азотом и углеродом. Процедура осуществляется в среде, которая состоит из аммиака и науглероживающего газа. Под воздействием высокой температуры сталь приобретает необходимую твердость. При этом данная технология снижает деформацию стальных деталей в процессе обработки.

 

Особенности нитроцементации стали

Технологически нитроцементация проводится при температуре порядка 850-870 °С. Данный температурный режим является оптимальным и позволяет улучшить проникновение углерода с азотом в структуру металла. При этом азот снижает температуру на основе Feγ, что положительно сказывается на повышении эффективности низкотемпературного науглероживания. Снижение температуры без увеличения продолжительности процедуры позволяет минимизировать возникновение деформации в структуре деталей.

Для проведения нитроцементации стали следует использовать эндотермическую атмосферу, которая состоит на 3-15 % из природного газа и 2-10 % аммиака. Также добавляется карбюризатор (С2Н5О)3N (триэтаноламин), который подается в камеру в капельном виде. Как правило, технология актуальна для легированных сталей. Общая продолжительность нитроцементации составляет около 4-10 часов. В конечном итоге можно получить толщину слоя порядка 0,2-0,8 миллиметров.

В обязательном порядке после нитроцементации детали подвергаются закалке. Для закалки подбирается оптимальная температура около 800-825 °С. После термического воздействия детали отпускают при 160-180 °С. В ходе насыщения можно получить плотную структуру металла с мелкими кристаллами мартенсита, карбонитридов и до 30 % аустенита. Максимальная твердость слоя достигает 64 HRC.

нитроцементация стали

 

Преимущества технологии в промышленности

Технология нитроцементации имеет широкое применение в области промышленности. Данный способ упрочнения применяется для деталей в виде шестерен и зубчатых передач, которые работают в условиях повышенных нагрузок. Следует выделить ряд преимуществ нитроцементации:

  • минимальное коробление обрабатываемых деталей;
    • низкий рост аустенитногозерна;
    • высокая скорость выполнения процедуры;
    • относительно низкие затраты на проведение работ;
    • минимизация технологических процессов.

При нитроцементации отсутствует необходимость в проведении закалки методом повторного нагрева детали. Соответственно промышленное предприятие может сэкономить производственный бюджет.

 

Нитроцементация при низкой температуре

Низкотемпературная нитроцементация возможна при 570 °С на протяжении от 1.5 до 3 часов в среде, которая состоит на 50 % из эндогаза и 50 % аммиака. Также технология допускает проведение упрочнения в атмосфере 50 % пропана и 50 % аммиака. Применение низкотемпературной нитроцементации позволяет получить тонкий слой карбонитридов, который устойчив к механическому износу. В некоторых случаях твердость такого покрытия на легированных сталях достигает 11000 HV.

При помощи нитроцементации под воздействием низких температур можно увеличить предел устойчивости и твердости стальных изделий. Обработанные детали смогут выдерживать механический износ длительное время без какой-либо деформации. Технология является прямой альтернативой жидкому азотированию. При этом низкотемпературное упрочнение отличается большей безопасностью. Поэтому многие промышленные предприятия используют нитроцементацию для повышения прочности деталей, которые применяются в различных узлах, где присутствуют значительные механические нагрузки.