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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.