Карбонитрирование стали

Карбонитрирование стали – особенный способ химико-термической обработки стальных деталей, который учитывает улучшение параметров прочности, стойкости к усталости металла и коррозийные стойкости. Суть подобной отделки заключаться в усилении верхних слоев стали путем насыщения ее азотом и углеродом. Процесс насыщения происходит путем диффузного обмена, в процессе окунания металлов в расплав солей.

Технология карбонитрации стали

Карбонитрация может проводиться деталями любых размеров, из любых сплавов стали и чугуна. Причем возможно подвергать отделке только некоторые участки детали, увеличение твердости которых нужно. Для данного процесса применяется состав солей, в их основе лежат меламин и дицианидиамид. Соли расплавляются при температуре более 550 градусов. Продолжительность выдержки обрабатываемых деталей способна заметно отличаться. Для мелких предметов, по большей части инструмента для резки, достаточно получаса вдержки. Объемные предметы могут обрабатываться более 4 часов. Расчет времени проходит на основе размеров предмета, требуемых конечных параметров и нужный толщины карбонизированного слоя.

Технология не очень непростая, основное исполнять требуемый диапазон рабочих температур и иметь в виду марку стали обрабатываемых деталей.

Необходимо выделить, что при помощи такой химико-термической обработки можно полностью заменить процессы закалки, хромирования, цементации и гальванизации.

Она дает возможность добиться очень высоких параметров прочности стали, коррозийные стойкости и действию значительных нагрузок.

В конце обработки на поверхности стали образуется парочку слоев. Первый слой – карбонидный, защищающий сердцевину. С каждым новым слоем концентрация азота и углерода в составе стали уменьшается.

Классическая технология выглядит так:

• предмету придается остаточная форма и требуемые геометрические параметры, после этого он направляется на обработку (если требуется полировка, размеры детали можно чуть-чуть расширить);
• проходит первичная обработка, в которую входит очистка от грязи, окисления и обезжиривается поверхность;
• нагрев и опускание в соленую смесь;
• после карбонитрации сталь охлаждается (можно использовать разные методы, применяя воду, масло, или оставляя на воздухе);
• остаточная очистка, промывание и просушка.

Такая технология становиться очень востребованной из-за ряда положительных качеств, выделяющих ее среди заменителей. К ним можно отнести:

1. Качество лицевого слоя. Карбонитридная структура существенно превосходит характеристики нитридных, так как она более эластичная и не такая непрочная.
2. Экологичность. Этот процесс наиболее чистый в экологическом плане среди заменителей, так как в процессе изготовления почти что не выделяются испарения.
3. Равномерность. В расплавленных солях металл одинаково нагревается, благодаря чему диффузные процессы намного качественные.
4. Отсутствие деформации. Температуры расплавленных солей недостаточно для того, чтобы на поверхности предмета появилось напряжение и случилась дефармация. Изначальные и конечные геометрические параметры детали не выделяются.
5. Увеличение устойчивость. Отделанные предметы становятся более устойчивыми к нагрузкам, влиянию коррозии и становятся наиболее долговечными. Любой из таких параметров может превысить первоначальные более чем на 70%.
6. Эластичность покрытия. Покрытие которое уже готово становится менее хрупким, что очень важно во время эксплуатации готовых деталей, особенно режущих кромок. При этом уменьшается показатель трения, что тоже намного повышает эксплуатационный срок.
7. При помощи карбонитрации сталь даже невысоких марок, пример, стали 20 марки, которые не выделяются характеристиками прочности, можно совершенствовать, приближая их свойства к показателям дорогих марок стали, которые труднее обрабатывать. Это дает возможность экономить не только на покупке сырья, но и на процессе обработки.
8. Отделанные детали не просят повторной обработки. После выполнения карбонитрации, деталь или предмет можно полностью использовать. В большинстве случаев требуется легкая обработка, которая не оказывает влияние на физические свойства.

Из-за безопасности и простоты технологии, ее можно исполнять даже дома, но легче воспользоваться услугами, которые представляют некоторые предприятия и маленькие мастерские. Тем более если требуется разовая обработка, так как нецелесообразно ставить специализированную печь и искать подходящую солевую смесь.

Аналогичная обработка очень популярна для следующих предметов:

• режущий инструмент, в том числе ножи, сверла для электрифицированного инструмента, фрезы для станков;
• формы для прессов, предусматривающих влияние большого давления;
• детали пары трения и зубчатых передач, в том числе шестерни, валы и колеса;
• детали и детали насосных установок.

Ассортимент обрабатываемых предметов регулярно возрастает, достаточно часто изготовители для верности отделывают весь спектр производимых деталей, независимо от того, требуется она либо нет. Это вызвано обычностью и условной недорогой ценой этой процедуры.

Свойства карбонитрированного слоя

Процесс карбонитрации очень простой, однако для успешного окончания обработки стоит строго держаться технологии и не пренебрегать ни одним из пунктов. По завершению готовый результат обязан иметь следующие свойства:

1. Толщина карбонидного слоя должна составлять более 0,01 мм и менее 0,6 мм.
2. Твердость полученного слоя должна подходить критериям диапазона 400-1200 HV.
3. Должна отсутствовать хрупкость отделанного слоя.
4. Показатель трения материала уменьшается более чем в 1,5 раза.
5. Устойчивость стали к изнашиванию должна увеличиться в 2 и боле раз.
6. Усталостная крепость отделанного материала увеличивается в 1,5 раза.
7. Отделаная деталь не должна терять форму, искривляться и коробиться.
8. Стойкость к процессам коррозии увеличивается более чем в несколько раз.

Если обработанный материал не отвечает хотя бы одному из указанных выше параметров, это может говорить о нарушении технологии выполнения и несоответствии готового результата с первыми требованиями.

К примеру, большой коэффициент трения плохо оказывает влияние на устойчивость к износу деталей, сохранность карбонидного слоя, сохранение параметров геометрии в результате эксплуатации и эксплуатационный срок.

Применяемое оборудование

Оборудование для карбонитрации продемонстрировано на рынке разными моделями, которые отличительны мощностью, степенью автоматизации и количеством проводимых работ. Для предприятий промышленности наиболее целесообразно подойдут модульные линии обработки, состоящих из подготовительного, ключевого, экологического модулей. Многие модели восполняются модулями промывки и охлаждения.

1. Предварительный модуль – состоит печи, в которую загружается смесь солей и обрабатываемый материал, в зависимости от требований может компоноваться оборудованием для мойки и обезжиривания деталей. На данном шаге детали готовятся к отделке, чистятся и подогреваются.
2. Ключевой – состоит из оборудования для карбонитрации. Может дополняться оборудованием в зависимости от типа обрабатываемых предметов. В этом модуле может быть поставлена печь 2-ух типов: печь-ванна и электронная, предусматривающие нагрев до 1000 градусов. Установка печи и иного оборудования выполняться поэтому, чтобы в случае неполадки их можно было быстро заменить.
3. Модуль охлаждения и промывки — на данном шаге отделанные детали охлаждаются в подходящей обстановке, и чистки от следов соли.
4. Экологичный – учитывает освобождение от отходов, фильтруя их и собирая в специализированных сливах.

На данное время можно найти оборудование хорошего качества как иностранного, так и российского производства, причем многие производители представляют услуги частного планирования. В процессе проектной разработки принимается во внимание требуемая мощность, кол-во процессов обработки, размеры и характерности производственного цеха и остальные желания клиента.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.