Применение азота для термообработки металлов

В промышленности используется азот для термообработки металлов. Технология улучшает характеристики материала. Во время обработки сталь поддается воздействию высокими температурами. Улучшается твердость металлических поверхностей, прочность. Не меняется размер изделий, поэтому данный метод используется для изделий, прошедших закалку и шлифовку. После азотирование металл поддается финишной обработке.

Особенности технологии

Металл нагревается до высоких температур в контейнере с большой концентрацией аммиака. Верхний слой наполняется азотом, что влечет за собой такие изменения:

  • увеличивается твердость и износоустойчивость;
  • улучшаются прочностные характеристики;
  • обеспечивается коррозийная устойчивость даже при продолжительном контакте с водой, воздухом с большой влажностью.

Насыщение азотом помогает получить стабильные показатели металлических деталей. Обработка азотом более эффективная, чем цементация.

Верхний слой, который образуется при высоких температурах, сохраняет полученные характеристики при 550–650 градусах. При цементации металлические детали выдерживают температуру не больше 225 градусов. Азотирование увеличивает прочность в 1,5–2 раза.

Как происходит процесс

Вся работа происходит при температуре 500–600 градусов. Металл ставят в печь. Изделие находится в герметичном закрытом контейнере. Разогревается до показателей, которые соответствуют режиму. Находящийся под давлением аммиак поступает внутрь. Под воздействием высокой температуры он распадается на водород и азот. Последний элемент вступает в реакцию с верхним слоем. От контакта азота и элементов металла получаются нитриды, которые обеспечивают прочность. После окончания манипуляции происходит плавное охлаждение. Азот на поверхности образует нитридный слой, толщина которого составляет 0,3–0,6 мм.

Термическая обработка с применением азота подходит для коррозионно-устойчивых деталей, которые эксплуатируются в условиях трения в агрессивной среде при больших температурах. Азотирование применяют для увеличения устойчивости к коррозии.

Обработка проводится в несколько этапов:

  • подготовка при высокой температуре;
  • шлифовка;
  • защита поверхностей, которые не нуждаются в обработке;
  • термообработка азотом;
  • финишная подгонка.

Наблюдается минимальное изменение параметров. Оно зависит от толщины металла. Чтобы исключить деформацию полностью используется инновационный метод — ионная обработка азотом. Этот метод предполагает минимальное термическое воздействие.

Для азотирования применяют газообразные или жидкие рабочие среды. Этот может быть 50% аммиака и 50% пропана. В некоторых случаях используется эндогаз. Рабочая среда воздействует на металл 3 часа. Ионно-плазменное действие на поверхность, в отличие от традиционного, происходит в рабочей среде, которая находится в жидком состоянии. Для получения стабильного эффекта применяются расплавленные цианистые соли.

Наша продукция
N2
Технические характеристики Модельный ряд
Лазерная резка
Фармацевтика
Микроэлектроника
Пищевая пром-сть
Медицина
N2
Технические характеристики Модельный ряд
Лазерная резка
Фармацевтика
Микроэлектроника
Пищевая пром-сть
Медицина

Смотреть каталог

Эффективность технологии

На получение необходимого результата влияет несколько факторов:

  • температура технологической операции;
  • с каким давлением газ в муфель;
  • сколько времени детали выдерживают в печи.

Результативность технологического процесса зависит от распада аммиака. В нормальных условиях это значение — 15–45%. Высокая температура нарушает прочность слоя нитридов на поверхности металла, зато ускоряет распад вещества и диффузию азота. Для получения результата процесс проводят в два этапа. Сначала происходит нагрев до 525 градусов. Что позволяет получить необходимую степень твердости. На втором этапе происходит нагрев до 600–625 градусов. Процесс углубления в металл увеличивается в два раза. Полученный слой не стирается при постоянной активной работе механизма и трения при больших температурах.

Азот используется для обработки углеродистой стали или легированного металла с содержанием углерода 0,3–0,5%. Эффект получается только в том случае, если в составе металла есть большое количество компонентов, которые вступают в реакцию с азотом и образуют нитриды. Азотирование используется для обработки материалов, в состав которых входит молибден, алюминий, хром. После использования азота углеродистые стали отличаются твердостью 200–250 HV, легированные — HV.

Азотирование — эффективный метод для предотвращения преждевременного изнашивания. Обработка азотом делает поверхность устойчивой к коррозии. Технологический процесс не требует других методов термообработки. Практически не меняется размер и вес металла. Используется в станкостроении, сферах тяжелой промышленности, применяющих особые требования к деталям механизмов. Одним из плюсов — цена азота для обработки металлических поверхностей.





У вас остались вопросы?

Оставьте заявку на бесплатную консультацию у наших менеджеров!

   

Нажимая кнопку, Вы даете согласие на обработку персональных данных.

География поставок
ПАО «Уральская горно-металлургическая компания» г. Владимирская область

Концентрация газа, %: 99.999

Производительность по азоту, Нм3/час: 100

Точка росы азота: - 70

Подробнее
Новости