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.
Металл нагревается до высоких температур в контейнере с большой концентрацией аммиака. Верхний слой наполняется азотом, что влечет за собой такие изменения:
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.
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
Обработка проводится в несколько этапов:
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.
На получение необходимого результата влияет несколько факторов:
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.
Концентрация газа, %: 99,99
Производительность по азоту, Нм3/час: 96+96
Точка росы азота: - 70