4. Азотирование в жидких средах (тенифер - процесс)

Процесс проводят при 570 ?С в течении 0,5 - 3,0 ч в расплавленных цианистых слоях (85% соли, содержащей 40% KCNO и 60% NaCN + 15% Na?CO? или 55% карбамида [ (NH?) ?CO] и 45% Na?CO?, через которые пропускают сухой воздух). Соли расплавляются в тигле из титана. В следствие низкой температуры в сталь диффундирует в основном азот, образующийся при разложении цианистых солей. В результате обработки на поверхности стали возникает тонкий (7 - 15 мкм) карбонитридный слой Fe? (N, C), обладающий высоким сопротивлением износу и не склонный к хрупкому разрушению. Ниже карбонитридного слоя располагается слой, состоящий из твердого раствора азота в б-железе и избыточных кристаллов гґ-фазы. Общая толщина слоя 0,15 - 0,5 мм. Как и после газового азотирования, твердость слоя на углеродистых сталях HV 300 - 350, а на легированных HV 600 - 1100. Жидкое азотирование значительно повышает предел выносливости сталей. Достоинством процесса является незначительное изменение размеров и отсутствие коробления деталей, недостатком - токсичность и высокая стоимость цианистых солей. Этот процесс за рубежом широко применяется для обработки деталей автомобиля (коленчатых валов, шестерен и т.д.), штампов, пресс-форм и т.д. Азотированию, как и цементации, подвергают детали, работающие на износ и воспринимающие знакопеременные нагрузки. Азотированные детали имеют следующие преимущества: высокую твердость, износостойкость, теплостойкость и коррозийную стойкость. Так как азотированию подвергают в основном легированные стали определенных составов и процесс имеет большую продолжительность (30-60 ч.), применение его оказывается экономически целесообразным лишь для обработки ответственных инструментов и деталей авиамоторов, дизелей, турбин, приборов и т.п. Азотированию подвергают также детали из высокопрочного магниевого чугуна (в частности, коленчатые валы тепловоза и детали из специальных чугунов, легированных алюминием).

Кулачки, эксцентрики и некоторые другие детали должны иметь после термической обработки минимальную деформацию и высокую износоустойчивость (твердость поверхности HV 750-1000). Для изготовления выбрана азотируемая сталь 38ХВФЮА.

Азотирование требуется, как правило, подвижным частям механизмов, таких, как насосы, цилиндры двигателей, копиры станков, втулки, шестерни, клапаны двигателей внутреннего сгорания, матрицы и другие элементы и узлы механизмов и деталей.