Азотирование может применяться к заготовкам, которые уже прошли закалку, отпуск и шлифовку. После закалки может быть проведена финишная обработка. Азотирование имеет следующие преимущества по сравнению с науглероживанием: оно позволяет достичь более высокой твердости, которая сохраняется при температуре +450…+500 °C. Процесс происходит при повышенных температурах в среде, содержащей аммиак.

Технологии

Газовое азотирование стали включает в себя несколько этапов: Предварительная термическая обработка, состоящая из закалки и высокого отпуска. Механическая обработка. Защита участков, не подвергающихся закалке.

Азотирование.

Заготовки помещаются в закрытый муфель, который устанавливается в печь. Нагрев осуществляется до температуры +500 +600 °C. В муфель подается аммиак, который при высоких температурах разлагается на водород и атомарный азот. Атом азота проникает в структуру металла и образует нитриды, которые характеризуются высокой твердостью. Для закрепления результата и предотвращения окисления заготовка охлаждается в муфеле вместе с печью. Толщина нитридного слоя составляет 0,3-0,6 мм. Дальнейшая обработка не требуется.

Азотирование можно ускорить с помощью двухэтапного процесса азотирования: первый этап азотирование при температуре +525 °C; на втором этапе температура повышается примерно до +600 °C.

Современным вариантом является ионно-плазменное азотирование. Оно осуществляется в тлеющем разряде. Заготовка подключается к отрицательному электроду катоду. Муфель, в который помещают заготовки, служит анодом. Между анодом и катодом происходит электрический разряд. Первая фаза очистка катодным аэрозолем, вторая фаза насыщение поверхности азотом.

Марки азотированных сталей

Углеродистые и легированные стали с содержанием С в диапазоне 0,3-0,5 подвергаются этому виду химической обработки. Наиболее эффективными являются стали, содержащие легирующие элементы, способные образовывать твердые, термостойкие нитриды. Такими свойствами обладают молибден, хром и алюминий. Однако элементы, повышающие поверхностную твердость, часто уменьшают толщину азотированного слоя.

Марки низколегированной и легированной стали, рекомендуемые для азотирования: 38Cr2MuA содержит алюминий, который снижает сопротивление деформации детали и повышает твердость и износостойкость поверхности. 40Cr, 40CrFA низколегированная марка, которая после азотирования широко используется в конструкции станков и нестандартного оборудования. 30Cr3M, 38CrGM, 38CrNiMoVA сплавы, используемые в производстве изделий, предназначенных для работы при циклических изгибающих нагрузках. Сплав 30Cr3MF1 востребован для изготовления деталей с высокими требованиями к точности размеров. Эта сталь может быть изготовлена с добавлением кремния такой материал используется для изготовления деталей топливной аппаратуры.