Оптимизация технологического процесса изготовления детали «Корпус», которая входит в узел фурма (инжектор) автоматизированная (Исследовательская часть дипломного проекта), страница 17

Прочность азотированной стали с увеличением толщины слоя снижается сначала значительно, а затем менее интенсивно. Более резкое снижение прочности особенно у быстрорежущих сталей наступает при образовании e-фазы. Вязкость ухудшается почти пропорционально увеличению толщины слоя.

Вязкость и прочность слоя зависят также от температуры, предшествовавшей закалки; они выше, если меньше зерно, и ниже, следовательно, температуры закалки. Для штам­пов, используемых при динамических нагрузках, температуры закалки должны быть возможно более низкими.

Азотирование, несмотря на его охрупчивающее влияние, не изменяет чувствительности к образованию трещин разгара, так как оно повышает устойчивость против взаимодействия с жидким металлом.

Толщина слоя, при которой достигается лучшее сочетание свойств, меньше у менее вязкой быстрорежущей стали и больше у высокохромистых, особенно у теплостойких штамповых сталей, обрабатываемых на твердость ниже HRC 50.

Температуры азотирования для быстрорежущих сталей: 550— 560° С (10—40 мин), с 6—18% Сг — 510—520° С (8—12 ч).

НИТРОЦЕМЕНТАЦИЯ

Ее выполняют в смеси аммиака и науглероживающего газа (пиролизного из керосина, нефтяного, естественного, светиль­ного), содержащего метан.

Можно также применять триэтаноломин, подаваемый непо­средственно в печь из расчета 2 капли в минуту на 1 л объема печи.

Метан при нагреве диссоциирует по уравнению: СН4 ® С+2Н2, а окись углерода—по уравнению: 2СО ® СО2+ С.

В процессе диссоциации аммиака и метана может образоваться атомарный водород; его диффузия в поверхность стали вызывает хрупкость. Для связывания водорода можно поместить в муфель печи алюминиевую стружку или для его удаления проводить после нитроцементации дополнительный отпуск при 180—200° С, 1—2 ч. Такой отпуск не требуется, если после нитроцементации выполняется оксидирование.

С увеличением в смеси концентрации (скорости подачи) аммиака и температуры процесса возрастают твердость и толщина слоя. Для получения слоя оптимальной толщины без излишне толстой светлой зоны газовая смесь должна содержать аммиак (по объему):

30—40%, если используется пиролизный, естественный или нефтя­ной газ и 15—20%, если используется светильный газ.

Выдержка после нагрева садки 1—2 ч. Процесс заканчивают прекращением подачи аммиака, а затем науглероживающего газа.

Поверхность стали приобретает синий, а иногда красноватый оттенок.

Нитроцементацию выполняют после отпуска и шлифования или перед закалкой в условиях, аналогичных для цианирования и азотирования.

1.8.3. Оксидирование.

Оксидирование, проводимое при повышенном нагреве 400— 550° С, наиболее эффективно, если выполняется после низкотем­пературного цианирования или азотирования (нитроцементации).

Его применяют для теплостойких и полутеплостойких сталей в качестве окончательной операции после шлифования, а лучше после азотирования или цианирования.

 Инструменты можно оксидировать сразу после азотирования или после цианирования (с нейтрализацией поверхности желез­ным купоросом и сушки). В остальных случаях их надо очищать от масла и следов грязи.

Возможны два способа обработки: в расплавленных смесях и в атмосфере пара.

Влияние на свойства

Оксидирование улучшает товарный вид инструментов и повы­шает стойкость режущих инструментов на 40—70%. В этих пре­делах эффект зависит от предшествовавшей обработки. Он меньше, если инструменты после отпуска подвергают только шлифованию, и больше, если оксидирование выполняют после цианирования (азотирования).

Такой результат связан с особенностями влияния процесса.

Нагрев до 480—570° С представляет прежде всего отпуск, который снимает шлифовочные напряжения, и, кроме того, спо­собствует превращению аустенита в случае образования светлого слоя. Этим объясняется неодинаковое влияние оксидирования на стойкость инструментов, шлифованных по раз­ным режимам.