Вопросы и ответы

Що таке Карбонітрація?

Карбонітрація – це вид хіміко-термічної обробки для поверхневого зміцнення сталевих і чавунних деталей, що полягає в одночасному насиченні їх поверхні азотом і вуглецем. Найчастіше технологія карбонітрації використовується замість традиційного азотування. Можна також рекомендувати карбонітрацію як альтернативу процесам цементації, нітроцементації, поверхневого загартування ТВЧ, гальванічного хромування.

Чому процес називається «Карбонітрація»?

Назва «Карбонітрація» встановлено розробником процесу. Вона означає одночасне насичення поверхні сталевих виробів переважно азотом і в меншій мірі вуглецем. На відміну від нітроцементації, Карбонітрація проводиться при значно нижчих температурах.

Чим відрізняється процес карбонітрації від процесу газового азотування?

Процес карбонітрації проводиться в розплаві солей, і основними дифундуючими елементами є азот і вуглець. При газовому азотуванні таким елементом є азот, що утворюється при дисоціації аміаку. Це істотно впливає на структуру дифузійного шару. При газовому азотуванні утворюються нітрідні фази, а при карбонітрації – карбонітридні.

Які характеристики дифузійного шару після карбонітрації і після газового азотування?

Твердість поверхні і товщина шару для кожного конкретного матеріалу практично не відрізняється, але через особливості структури поверхневої зони, карбонітрірований шар має в 2 рази вищу зносостійкість. Характеристики втомної міцності і контактної витривалості рівнозначні.

Яка тривалість процесу карбонітрації?

Тривалість витримки деталей при обробці методом карбонітрації в 5 і більше разів менше, ніж при газовому азотуванні (при однакових вимогах до товщини зміцненого шару). Істотно скорочується час нагрівання деталей, а охолодження може проводитися безпосередньо після вивантаження деталей з ванни на повітрі, у воді або в маслі.

Послідовність і орієнтовна тривалість операцій

Зміст робіт Тривалість
1 Попередня підготовка деталей – очищення і знежирення 0,5-1,5ч
2 Підігрівання деталей 1-3 ч
3 Карбонітрація – «рідинне» азотування в розплаві солей 0,5-6 ч
4 Охолодження деталей на повітрі, у воді або маслі залежно від марки сталі 0,5-1,5 ч
5 Оксидування деталей – в разі необхідності додаткового підвищення корозійної стійкості (для перлітних сталей) 0,5-1 ч
6 Промивання, сушка деталей 0,5-1 ч
Сумарний час 3,5-14 ч

Яке обладнання використовується для процесу карбонітрації?

Для здійснення процесу карбонітрації використовується шахтна електрична піч-ванна з тиглем з титанового сплаву, що запобігає забруднення розплаву солі і істотно поліпшує якість зміцненого шару. Деталі перед карбонітрації обов’язково попередньо підігріваються до 350-450 ° С в окремій печі. Для очищення деталей від налиплої солі використовуються промивні ванни з гарячою чи холодною водою.

sxema

 

Які солі використовуються для ванни?

Для наплавлення ванни використовуються солі, синтезовані з аммоноуглеродних з’єднань (меламін, мелон, диціандиамід).

В якому стані повинні поставлятися деталі на карбонітрацію?

Карбонітрація – це фінішний процес, тому деталі повинні приходити в остаточно механічно обробленому стані.

Для найбільш відповідальних деталей (з точними посадочними розмірами і високим класом шорсткості) рекомендується залишити припуск 0,01-0,03мм (визначається індивідуально в кожному конкретному випадку), під полірування (хонінговку) для отримання заданої шорсткості і точності розмірів. Інші деталі можуть бути використані без додаткової мехобработки. Знімати карбонітрірованний шар методом шліфування не рекомендується.

Для забезпечення достатньої міцності і в’язкості серцевини, деталі в стані заготовки повинні бути піддані загартуванню з високим відпусткою (термопокращення) – для легованих сталей, нормалізації – для вуглецевих сталей.

Щоб уникнути деформації у процесі карбонітрації, деталі складної форми, такі як вали з великою кількістю ступенів, кільця великих діаметрів з глибокими проточками, тонкостінні втулки та ін., після чорнової мехобробки рекомендується піддати відпуску для стабілізації розмірів. Після стабвідпуску деталі проходять чистову мехобробку (шліфування) і направляються на карбонітрацію.