icon

Описание

Наша компания «Karbaz» предлагает целый ряд новых технологий упрочнения. Одной из них является карбонитрация как химико-термическая обработка металлов. При данном процессе происходит постепенное насыщение изделий азотом и углеродом.

 

Карбонитрация стали и чугуна позволяет значительно увеличить прочность и износостойкость деталей в 2-11 раз, максимально отдалить начало процесса коррозии.

Карбонитрации могут подвергаться все марки чугуна и стали. Наиболее часто карбонитрируют такие детали как:

- шестерни и зубчатые колеса;

- шнеки, звездочки и червяки;

- двигатели насосов;

- запорную арматуру;

- компрессоры;

- инструмент

(шнеки погрузчиков, барабаны, валы коленчатые, втулки, диски бороны, звездочки, зубья бороны, колеса зубчатые, корпуса подшипников, подшипники, кронштейны, ножи, измельчители, оси редукторов, полуоси заднего моста, пружины, ролики натяжные, отвал плуга, сита, фланцы, шестерни, шкивы и т.д.)

Согласно технологии, процесс жидкостного карбонитрирования  осуществляется в расплаве солей карбонатов и цианатов при температурном режиме 540-600 градусов по Цельсию. Режущий инструмент выдерживается в таком расплаве в течение 50 минут, тогда как для упрочнения деталей и механизмов необходима выдержка от 2 до 8 часов.

 

Наши технические возможности по карбонитрации

Грузоподъемность кранового оборудования
до 2 тонн.
Пропускная способность участка
до 4 тонн/сутки
Срок выполнения работ
1-2 рабочих дня

УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ТИПА “КОЛЬЦО”

ДИАМЕТРОМ ДО 940 ММ.

ВЫСОТОЙ ДО 500 ММ

(до 950мм по технологии “с переворотом”).

УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ТИПА “ВАЛ”

ДИАМЕТРОМ ДО 420 ММ.

ДЛИННОЙ ДО 2300 ММ.

(до 4500мм по технологии “с переворотом").

Технология позволяет проводить также локальное упрочнение с частичным погружением деталей в расплав.

icon

преимущества карбонитрации

1.

Любые марки сталей и чугуна

Упрочнение деталей из любых марок стали и чугуна

2.

Высокие показатели качества

Увеличение износостойкости деталей 2-11 раз

Повышение усталостной прочности деталей на 50-80%

Снижение коэффициента трения в 1,5-5 раз

Повышение коррозионной стойкости «черных» сталей

Эффективность и экономичность

Высокая скорость насыщения (0,5-6 часов)

Равномерность нагрева и насыщения в расплаве

3.

Без дополнительной обработки

Отсутствует хрупкость карбонитрированного слоя

Финишная обработка – обрабатываются окончательно готовые детали

4.

 

Во многих случаях карбонитрация гораздо более выгодна чем закалка, азотирование, нитроцементация, фосфатирование или гальваническое хромирование. В результате получается не хрупкий поверхностный слой, качество которого во многом зависят от степени легированности стали: чем более металл насыщен нитридообразующими элементами, тем более прочным получается этот слой.

Наша компания «Karbaz» имеет оборудование, которое производит жидкостное карбонитрирование 4 тонн/сутки, поэтому данная услуга оказывается очень быстро – в течение 1-2 дней.

Если вы решили произвести карбонитрацию, то оставляйте заявки на сайте, а если у вас появились вопросы, то позвоните представителю нашей фирмы по телефону.

icon

Основные параметры процесса

1.

Суть процесса

Диффузионное насыщение поверхности стальных и чугунных изделий азотом и углеродом

2.

Цель процесса

Защита деталей машин и инструмента от износа, эрозии, коррозии, усталостного и контактного разрушения

3.

Среда насыщения

Расплав цианатов и карбонатов

4.

Температура обработки

540-600°С

Время выдержки

5-45 мин - для режущего инструмента
1-8 час - для штампового инстру­мента и деталей машин

 

5.

Обрабатываемые материалы

Сплавы на основе железа (все марки стали и чугуна)

 

6.

Обрабатываемые детали

Зубчатые колеса, шестерни, валы, коленвалы, штока, ходовые винты, звездочки, червяки, шнеки, детали двигателей, насосов, запорной арматуры, винтовых, поршневых, центробежных компрессоров и множество других трущихся и быстроизнашиваемых деталей. Режущий, штамповый, прессовый, волочильный и др. инструмент

 

7.

icon

преимущества карбонитрации

1.

Любые марки сталей и чугуна

Упрочнение деталей из любых марок стали и чугуна

2.

Высокие показатели качества

Увеличение износостойкости деталей 2-11 раз

Повышение усталостной прочности деталей на 50-80%

Снижение коэффициента трения в 1,5-5 раз

Повышение коррозионной стойкости «черных» сталей

3.

Эффективность и экономичность

Высокая скорость насыщения (0,5-6 часов)

Равномерность нагрева и насыщения в расплаве

4.

Без дополнительной обработки

Отсутствует хрупкость карбонитрированного слоя

Финишная обработка – обрабатываются окончательно готовые детали

Процесс карбонитрации прост в осуществлении, не тре­бует сложного оборудования. Стоимость обработки по ме­тоду карбонитрации незначительна, и зависит от массы и сложности поверхности деталей.

 

После карбонитрации на поверхности сталей формируется упрочненный слой, состоящий из нескольких зон. Верхний слой ε – карбонитрид типа Fe3(N,C). Под карбонитридным слоем располагается зона γ’ – фазы типа Fe4(N,C) , под которой находится диффузионная зона (гетерофазный слой). Она состоит из твердого раствора углерода и азота в железе с включениями карбонитридных фаз, твердость которой значительно выше твердости сердцевины. Концентрация азота и углерода при этом существенно снижается.

icon

преимущества карбонитрации

1.

Суть процесса

Диффузионное насыщение поверхности стальных и чугунных изделий азотом и углеродом

2.

Цель процесса

Защита деталей машин и инструмента от износа, эрозии, коррозии, усталостного и контактного разрушения

3.

Среда насыщения

Расплав цианатов и карбонатов

4.

Температура обработки

540-600°С

5.

Время выдержки

5-45 мин - для режущего инструмента
1-8 час - для штампового инстру­мента и деталей машин

 

6.

Время выдержки

5-45 мин - для режущего инструмента
1-8 час - для штампового инстру­мента и деталей машин

 

7.

Обрабатываемые детали

Зубчатые колеса, шестерни, валы, коленвалы, штока, ходовые винты, звездочки, червяки, шнеки, детали двигателей, насосов, запорной арматуры, винтовых, поршневых, центробежных компрессоров и множество других трущихся и быстроизнашиваемых деталей. Режущий, штамповый, прессовый, волочильный и др. инструмент

 

технология карбонитрации

Структура и свойства карбонитрированного слоя

icon

Глубина и твердость слоя

Параметры карбонитрированного слоя для различных марок сталей и сплавов

Углеродистые стали

  • Марка сталиТолщина карбонитрированного слояТвёрдость карбонитрированного слоя
    Общая толщина слоя
    (карбонитридная и дифузионная зона)
    h, мм
    Толщина слоя соединений
    (карбонитридная зона (Е-фаза)
    h, мкм
    По Виккерсу,
    НV
    (при нагрузке
    5 кгс (HV5) или
    10 кгс (HV10))
    По Супер-Роквеллу,
    HRN
    (при нагрузке
    15 кгс (HRN15))
    Ст.30,1-0,6





    5-25
    380-43079-83
    08 кп0,1-0,6380-43079-83
    100,1-0,6380-43079-83
    150,1-0,6380-43079-83
    200,1-0,6400-45081-84
    300,1-0,6400-45081-84
    350,1-0,6400-45081-84
    450,1-0,6450-55084-86

Легированные стали

  • Марка сталиТолщина карбонитрированного слояТвёрдость карбонитрированного слоя
    Общая толщина слоя
    (карбонитридная и дифузионная зона)
    h, мм
    Толщина слоя соединений
    (карбонитридная зона (Е-фаза)
    h, мкм
    По Виккерсу,
    НV
    (при нагрузке
    5 кгс (HV5) или
    10 кгс (HV10))
    По Супер-Роквеллу,
    HRN
    (при нагрузке
    15 кгс (HRN15))
    20Х0,1-0,6



















    5 - 25
    550-65086-89
    30Х0,1-0,6550-65086-89
    35Х0,1-0,6550-65086-89
    40Х0,1-0,6550-65086-89
    38ХМ0,1-0,6600-70088-90
    40ХФА0,1-0,6600-70088-90
    40ХМФА0,1-0,6600-70088-90
    38Х2МЮА
    0,1-0,6800-120092-95
    25Х1М1Ф
    0,1-0,6650-75089-91
    25Х2М1Ф0,1-0,6650-80089-92
    55С2
    0,1-0,4500-60085-88
    ШХ150,1-0,4500-60085-88
    09Г2С
    0,1-0,5450-55084-86
    30ХН2МФА0,1-0,6600-70088-90
    18Х2Н4ВА0,1-0,6700-85090-93
    12Х2Н4А0,1-0,6600-70088-91
    38ХH3МФА0,1-0,6600-75088-91
    18ХГТ0,1-0,6600-75088-91
    30ХГТ0,1-0,6600-75088-91
    30ХГСА0,1-0,6600-75088-91
    40Х2Н2МФА0,1-0,6650-80089-92
    36Х2Н2МФА0,1-0,6650-80089-92
    20Х3МВФ0,1-0,55700-90090-93
    30Х3МФ0,1-0,55650-75089-91
    38ХГН0,1-0,55550-70086-90

Инструментальные стали

  • Марка сталиТолщина карбонитрированного слояТвёрдость карбонитрированного слоя
    Общая толщина слоя
    (карбонитридная и дифузионная зона)
    h, мм
    Толщина слоя соединений
    (карбонитридная зона (Е-фаза)
    h, мкм
    По Виккерсу,
    НV
    (при нагрузке
    5 кгс (HV5) или
    10 кгс (HV10))
    По Супер-Роквеллу,
    HRN
    (при нагрузке
    15 кгс (HRN15))
    3Х2В80,06-0,12


    5-25
    1000-115094
    Х12М0,06-0,121000-115094
    4Х5МФС0,06-0,121000-115094
    4Х3В3МФС0,06-0,121000-115094
    У80,1-0,4550-65086-89
    9ХС0,1-0,4550-65086-89
    ХВГ0,1-0,4550-70086-90
    5ХНМ0,1-0,6650-75089-91
    Р180,01-0,031000-115094
    Р6М50,01-0,031000-115094

Коррозионностойкие стали

  • Марка сталиТолщина карбонитрированного слояТвёрдость карбонитрированного слоя
    Общая толщина слоя
    (карбонитридная и дифузионная зона)
    h, мм
    Толщина слоя соединений
    (карбонитридная зона (Е-фаза)
    h, мкм
    По Виккерсу,
    НV
    (при нагрузке
    5 кгс (HV5) или
    10 кгс (HV10))
    По Супер-Роквеллу,
    HRN
    (при нагрузке
    15 кгс (HRN15))
    08Х130,05-0,12



















    -
    750-100091-94
    12Х130,05-0,12750-100091-94
    20Х130,05-0,12750-110091-94
    30Х130,05-0,12750-110091-94
    20Х12ВНМФ0,05-0,12800-110092-94
    08Х14МФ0,05-0,12800-110092-94
    09Х17Н0,05-0,12800-110092-94
    14Х17Н2
    0,05-0,12800-100092-94
    25Х17Н2Б-Ш
    0,05-0,12800-100092-94
    06Х13Н7Д20,05-0,12800-100092-94
    07Х16Н4Б
    0,05-0,12800-100092-94
    09Х16Н4Б-Ш0,05-0,12800-100092-94
    03Х16Н9М2
    0,05-0,12800-110092-94
    08Х16Н9М20,05-0,12800-110092-94
    10Х11Н20Т3Р0,05-0,1800-110092-94
    10Х18Н90,05-0,1650-110089-94
    08Х18Н100,05-0,1650-110089-94
    12Х18Н120,05-0,1650-110089-94
    08Х18Н10Т0,05-0,1650-110089-94
    12Х18Н9Т0,05-0,1650-110089-94
    12Х18Н10Т0,05-0,1650-110089-94
    10Х17Н13М2Т0,05-0,1800-110092-94
    10Х17Н13М3Т0,05-0,1800-110092-94
    31Х19Н9МВБТ0,05-0,1800-110092-94

Сплавы

  • Марка сталиТолщина карбонитрированного слояТвёрдость карбонитрированного слоя
    Общая толщина слоя
    (карбонитридная и дифузионная зона)
    h, мм
    Толщина слоя соединений
    (карбонитридная зона (Е-фаза)
    h, мкм
    По Виккерсу,
    НV
    (при нагрузке
    5 кгс (HV5) или
    10 кгс (HV10))
    По Супер-Роквеллу,
    HRN
    (при нагрузке
    15 кгс (HRN15))
    ХН35ВТ0,05 - 0,1-800 - 110092-94
    36НХТЮ0,02 - 0,05800 - 110092-94

Чугуны

  • Марка сталиТолщина карбонитрированного слояТвёрдость карбонитрированного слоя
    Общая толщина слоя
    (карбонитридная и дифузионная зона)
    h, мм
    Толщина слоя соединений
    (карбонитридная зона (Е-фаза)
    h, мкм
    По Виккерсу,
    НV
    (при нагрузке
    5 кгс (HV5) или
    10 кгс (HV10))
    По Супер-Роквеллу,
    HRN
    (при нагрузке
    15 кгс (HRN15))
    Серый0,1 - 0,4
    5-25
    450 - 65084-89
    Ковкий0,1 - 0,4450 - 65084-89
    Высокопрочный0,1 - 0,4450 - 65084-89
    Легированный чугун Сr-Ni0,1 - 0,4450 - 65084-89

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИЗМЕРЕНИЮ ТВЁРДОСТИ КАРБОНИТРИРОВАННОГО СЛОЯ

Рекомендации по контролю глубины карбонитрированного слоя

Контроль общей глубины карбонитрированого слоя деталей осуществляется на травлёном шлифе (раствор азотной кислоты 4% в этиловом спирте) с помощью оптического микроскопа. Шлиф должен изготавливаться из образца-свидетеля. Глубиной слоя принимается величина зоны повышенной травимости от поверхности образца до основной структуры сердцевины.

В сложных случаях, общую глубину карбонитрированого слоя деталей допускается определять по распределению микротвердости в поперечном сечении образца-свидетеля. Измерение микротвердости осуществляют на расстоянии не более 0,05 мм по трём дорожкам с помощью прибора ПМТ-3 с нагрузкой 50 г. За глубину слоя в этом случае принимают расстояние от поверхности до значений твердости, что на (30 - 50) HV превышают значение твердости сердцевины.

Примечание. При расхождении данных, при определении глубины карбонитрированого слоя указанными методами, предпочтение отдают методу измерения микротвердости.

Контроль глубины слоя соединения (e - фазы) осуществляется на травлёном шлифе с помощью оптического микроскопа. Глубиной слоя e - фазы принимают величину протяженности непротравленной зоны, полученной на поперечном шлифе.

 

Аналоги процесса карбонитрации

Благодаря своей эффективности указанные методы упрочнения по достоинству оценены во всех промышленно развитых странах.

Карбонитрация является аналогом широко распространенных во всем мире технологий упрочнения деталей в расплаве солей

TUFFTRIDE
TENIFER process
QPQ
ARCOR
MELONITE process
DYNA-BLUE

BLACKNITRIDE
Sulfinuz
Sursulf
KQ-500
SBN
Nitride

Nutride
Meli 1
Isonite
Palsonite
FNC process

Карбонитрация - шнека погрузчика, отвала плуга, сита, барабана, вала коленчатого, втулки, диска бороны, звездочки, зуба бороны, колеса зубчатого, корпуса подшипника, подшипника, кронштейна, ножа, измельчителя, оси редуктора, полуоси заднего моста, пружины, ролика натяжного, фланца, шестерни, шкива.

icon

Вопросы и ответы

Что такое карбонитрация?

  • Карбонитрация – это вид химико-термической обработки для поверхностного упрочнения стальных и чугунных деталей, заключающийся в одновременном насыщении их поверхности азотом и углеродом. Чаще всего технология карбонитрации используется вместо традиционного азотирования. Можно также рекомендовать карбонитрацию как альтернативу процессам цементации, нитроцементации, поверхностной закалки ТВЧ, гальванического хромирования.

Почему процесс назван «карбонитрация»?

  • Название «карбонитрация» установлено разработчиком процесса. Оно означает одновременное насыщение поверхности стальных изделий преимущественно азотом и в меньшей степени углеродом. В отличие от нитроцементации, карбонитрация проводится при значительно более низких температурах.

Чем отличается процесс карбонитрации от процесса газового азотирования?

  • Процесс карбонитрации производится в расплаве солей, и основными диффундирующими элементами являются азот и углерод. При газовом азотировании таким элементом является азот, образующийся при диссоциации аммиака. Это существенно влияет на структуру диффузионного слоя. При газовом азотировании образуются нитридные фазы, а при карбонитрации – карбонитридные.

Каковы характеристики диффузионного слоя после карбонитрации и после газового азотирования?

  • Твердость поверхности и толщина слоя для каждого конкретного материала практически не отличаются, но из-за особенностей структуры поверхностной зоны, карбонитрированный слой имеет в 2 раза более высокую износостойкость. Характеристики усталостной прочности и контактной выносливости равнозначны.

Какова длительность процесса карбонитрации?

  • Длительность выдержки деталей при обработке методом карбонитрации в 5 и более раз меньше, чем при газовом азотировании (при одинаковых требованиях к толщине упрочненного слоя). Существенно сокращается время нагрева деталей, а охлаждение может проводиться непосредственно после выгрузки деталей из ванны на воздухе, в воде или в масле.
    Последовательность и ориентировочная длительность операций:
    Зміст робітТривалість
    1Попередня підготовка деталей – очистка та знежирення0,5-1,5ч
    2Підігрів деталей1-3 ч
    3Карбонітрація – «рідинне» азотування в расплаві солей0,5-6 ч
    4Охолодження деталей на повітрі, в воді або маслі в залежності від марки сталі0,5-1,5 ч
    5Оксидування деталей – в разі необхідності додаткового збільшення коррозійної стійкості (для перлітних сталей)0,5-1 ч
    6Промивка, сушка деталей0,5-1 ч
    Загальний час3,5-14 ч

Какое оборудование используется для процесса карбонитрации?

  • Для осуществления процесса карбонитрации используется шахтная электрическая печь-ванна с тиглем из титанового сплава, предотвращающего загрязнение расплава соли и существенно улучшающего качество упрочненного слоя. Детали перед карбонитрацией обязательно предварительно подогреваются до 300-350°С в отдельной печи. Для очистки деталей от налипшей соли используются промывочные ванны с горячей или холодной водой.

Какие соли используются для ванны?

  • Для наплавления ванны используются соли, синтезированные из аммоноуглеродных соединений (меламин, мелон, дициандиамид).

В каком состоянии должны поставляться детали на карбонитрацию?

  • Карбонитрация – это финишный процесс, поэтому детали должны приходить в окончательно механически обработанном состоянии.
    Для наиболее ответственных деталей (с точными посадочными размерами и высоким классом шероховатости) рекомендуется оставить припуск 0,01-0,03мм (определяется индивидуально в каждом конкретном случае), под полировку (хонинговку) для получения заданной шероховатости и точности размеров. Остальные детали могут быть использованы без дополнительной мехобработки. Снимать карбонитрированный слой методом шлифовки не рекомендуется.
  • Для обеспечения достаточной прочности и вязкости сердцевины, детали в состоянии заготовки должны быть подвергнуты закалке с высоким отпуском (термоулучшению) – для легированных сталей, нормализации – для углеродистых сталей.
  • Во избежание коробления(деформации) в процессе карбонитрации, детали сложной формы, такие как валы с большим количеством ступеней, кольца больших диаметров с глубокими проточками, тонкостенные втулки и др., после черновой мехобработки рекомендуется подвергнуть отпуску для стабилизации размеров. После стаботпуска детали проходят чистовую мехобработку (шлифовку) и направляются на карбонитрацию.

Карбонитрация, никотрирование и жидкостное карбонитрирование

являются важными методами термохимической обработки стали, которые применяются для повышения ее механических свойств и стойкости к износу. Рассмотрим каждый метод более подробно.

Карбонитрация является процессом, при котором поверхностный слой стали обогащается углеродом и азотом. В результате обработки происходит увеличение твердости, стойкости к износу и улучшение показателей изгиба и усталости материала. Карбонитрация применяется для обработки механических деталей, таких как валы, шестерни, зубчатые колеса, которые работают в условиях повышенной нагрузки.

Никотрирование является процессом насыщения поверхностного слоя стали азотом. Этот метод обеспечивает повышение твердости материала, а также повышение его устойчивости к износу и коррозии. Никотрирование применяется для обработки различных механических деталей, которые работают в условиях повышенных нагрузок и трения, таких как кривошипы, поршни, цилиндры и т.д.

Жидкостное карбонитрирование - это один из самых эффективных методов поверхностной закалки металла, при котором поверхностный слой насыщается углеродом в жидкой среде. Этот процесс позволяет получить материал с высокой твердостью, стойкостью к износу и устойчивостью к коррозии. Жидкостное карбонитрирование применяется для обработки деталей машин и оборудования, которые подвергаются высоким нагрузкам и трению, таких как коленчатые валы, зубчатые колеса, шестерни и т.д.

Карбаз предоставляет услуги по карбонитрации, никотрированию и жидкостному карбонитрированию стали. Мы используем самое современное оборудование и материалы высокого качества, чтобы обеспечить нашим клиентам оптимальные результаты. Обращаясь к нам, вы можете быть уверены