Виды и технологии
- Газовая нитроцементация
- Основной промышленный способ: в печь подают эндогаз с природным газом и аммиаком. Состав атмосферы задаёт соотношение углерода и азота в слое. Подходит для крупных серий.
- Нитроцементация с непосредственной закалкой
- Детали закаливают сразу из печи после подстуживания. Так экономят время и энергию, а коробление невелико, потому что температура процесса ниже, чем у цементации.
- Высокотемпературное цианирование
- Близкий по результату процесс в расплаве цианистых солей. Из-за ядовитости ванн применяется всё реже, на смену ему пришла газовая нитроцементация.
Как выбрать: нитроцементация
- Сравните с цементацией по глубине слояЕсли нужен слой до 0,8–1 мм, нитроцементация выгоднее по времени и деформациям. Для слоя 1,5–2 мм и крупных деталей тяжёлого машиностроения обычно остаются на цементации.
- Выберите легированную стальЛучше всего нитроцементацию переносят хромомарганцевые стали с титаном и молибденом: 18ХГТ, 25ХГТ, 25ХГМ. Азот увеличивает прокаливаемость слоя, поэтому закалка в масле даёт полную твёрдость.
- Учитывайте остаточный аустенитИзбыток азота в слое оставляет мягкий остаточный аустенит, твёрдость снижается. Спросите исполнителя, как он контролирует атмосферу и есть ли металлографический контроль слоя.
- Задайте требования по документамНа чертеже укажите глубину слоя, твёрдость поверхности и сердцевины. Для серийных деталей договоритесь о плане контроля: образцы-свидетели из каждой садки.
От чего зависит цена
Стоимость нитроцементации определяют глубина слоя, масса садки, закалка с отпуском и контроль слоя. Процесс короче цементации, поэтому при одинаковой глубине обычно обходится дешевле.
- Объём партии
- Процесс рассчитан на серийную загрузку печи. Разовые детали обрабатывают попутно с другими заказами или по минимальной цене за садку.
- Глубина слоя
- Слой 0,3 мм получают за несколько часов, 0,8 мм за заметно больший цикл. Требуйте глубину по нагрузке, а не с запасом. Лишняя глубина только удлиняет цикл.
- Охлаждающая среда
- Закалка в масле стандартна. Закалка в горячем масле или под прессом в штампе для снижения коробления увеличивает цену. Такой способ нужен для тонких колец и венцов.
- Металлографический контроль
- Для ответственных деталей контролируют структуру, остаточный аустенит и карбиды в слое. Каждый шлиф и протокол стоит отдельно.
Частые ошибки
- Выбирают нитроцементацию для толстых сечений с большим слоемПроцесс эффективен на тонких и средних слоях. Если заданный слой больше 1 мм, цикл растягивается, и выгода по сравнению с цементацией пропадает.
- Не учитывают изменение размеровДеформация меньше, чем у цементации, но она есть. Посадочные места и зубья под точные классы всё равно оставляют под шлифовку или хонингование.
- Путают с карбонитрациейНазвания похожи, но карбонитрация идёт около 570 °C без закалки и даёт тонкий слой. Проверяйте в заказе температуру процесса и необходимость закалки.
Вопросы и ответы
Нитроцементация стали это что?
Это химико-термическая обработка, при которой поверхность стали одновременно насыщается углеродом и азотом в газовой атмосфере при 840–870 °C. После насыщения детали закаливают и отпускают, поверхность получает высокую твёрдость и износостойкость.
Чем нитроцементация лучше цементации?
Температура ниже на 50–80 °C, поэтому зерно не растёт, коробление меньше, а печь служит дольше. Азот ускоряет диффузию углерода, процесс короче. Слой лучше сопротивляется износу и отпуску. Минус в ограничении по глубине слоя.
Какая глубина слоя при нитроцементации?
Обычно 0,2–0,8 мм, на практике чаще всего 0,3–0,6 мм для шестерён малого и среднего модуля. Больший слой возможен, но цикл растягивается и выгода по сравнению с цементацией теряется.
Для каких деталей подходит нитроцементация?
Для шестерён коробок передач, валиков, осей, звёздочек, втулок и деталей, которые изнашиваются при умеренных ударных нагрузках. Особенно выгодна для серий: процесс хорошо автоматизирован и повторяем.
Нужна ли закалка после нитроцементации?
Да, нитроцементация похожа на цементацию: без закалки и низкого отпуска слой не получит высокую твёрдость. Обычно детали закаливают в масле сразу после подстуживания и затем отпускают при 160–200 °C.