Карбонитрация

Компания Термохим предлагает услуги по карбонитрации деталей в Москве — в нашем Инновационном центре упрочнения.

Карбонитрация сталей и чугуна

Сущность метода карбонитрации заключается в том, что детали машин и инструменты, изготовленные из любых марок стали и чугуна, подвергают нагреву в расплаве солей, синтезированных из аммоноуглеродных соединений (меламин, мелон, дициандиамид), при температуре 540-600oС с выдержками 5-40 мин для режущего инструмента и 1-4 часа для деталей машин и штампового инструмента в зависимости от требуемой толщины упрочненного слоя. Технология используется для повышения износостойкости, усталостной прочности и – в сочетании с оксидированием – для увеличения коррозионной стойкости. Во многих случаях карбонитрация является альтернативой таких процессов, как поверхностная закалка, гальваническое хромирование, цементация и нитроцементация и др.

После карбонитрации на поверхности сталей формируется упрочненный слой, состоящий из нескольких зон. Верхний слой ε– карбонитрид типа Fe3(N,C). Под карбонитридным слоем располагается зона γ’ – фазы типа Fe4(N,C) , под которой находится диффузионная зона (гетерофазный слой). Она состоит из твердого раствора углерода и азота в железе с включениями карбонитридных фаз, твердость которой значительно выше твердости сердцевины. Концентрация азота и углерода при этом существенно снижается.

Технологическая схема процесса карбонитрация

Технологическая схема процесса оксикарбонитрации

Структура стали 40Х после карбонитрации

Структура стали 40Х после карбонитрации

Применение карбонитрации для обработки деталей повышает усталостную прочность на 50-80%, резко увеличивает износостойкость по сравнению с цементацией, нитроцементацией, газовым азотированием, обеспечивает минимальные величины деформаций в пределах допуска чертежа. Технология применима для упрочнения деталей из любых марок сталей и чугуна обеспечивает микронную точность (см. Таблицу характеристик упрочненного слоя и твердости сердцевины после карбонитрации). Среди технологий низкотемпературного упрочнения карбонитрация в расплавах солей является наиболее экономичным процессом, т.к. сокращает длительность насыщения до 0,5-6 ч, вместо 10-60 ч при газовом азотировании. При этом практически отсутствует хрупкость карбонитрированного слоя. Процесс карбонитрации, как правило, является окончательной операцией.

Свойства карбонитрированного слоя:

  • толщина 0,01-0,6 мм;
  • поверхностная твердость – 400-1200 HV;
  • повышение износостойкости в 2-11 раз;
  • снижение коэффициента трения в 1,5-5 раз;
  • хрупкость слоя – отсутствует;
  • повышение задиростойкости, включая нержавеющие стали;
  • повышение усталостной прочности в 1,5-2 раза;
  • повышение коррозионной стойкости перлитных сталей в 1,5-2 раза;
  • коробление и поводки длинномерных деталей – практически отсутствуют.

 

Изменение коэффициента трения

Изменение коэффициента трения стали 12Х18Н10Т в зависимости от удельного давления при контактном трении

Коррозионные испытания штоков автомобильных амортизаторов

Коррозионные испытания штоков автомобильных амортизаторов из стали 40Х с различными видами покрытий

Зависимость износа стали 18ХГТ от пути трения со смазкой

Зависимость износа стали 18ХГТ от пути трения со смазкой

Изменение износостойкости по толщине

Изменение износостойкости по толщине карбонитрированного слоя чугуна ВЧ50

Распределении твердости по толщине

Распределении твердости по толщине карбонитрированного слоя сталей и чугуна (580oС 3 ч

Изменение коэффициента трения по толщине карбонитрированного слоя чугуна ВЧ50

Изменение коэффициента трения по толщине карбонитрированного слоя чугуна ВЧ50

Структура и фазовый состав после карбонитрации

Структура и фазовый состав стали 25Х2М1Ф после оксикарбонитрации

Коэффициент трения различных видов покрытий на стали типа 40Х

Коэффициент трения различных видов покрытий на стали типа 40Х

Сравнительные характеристики износостойкости цементированной и карбонитрированной стали 18ХГТ

Сравнительные характеристики износостойкости цементированной и карбонитрированной стали 18ХГТ

Усталостные испытания чугуна ВЧ5

Усталостные испытания чугуна ВЧ5

Технология НОК-PQ

Для придания коррозионных свойств деталям рекомендуется проводить процесс оксидирования в нитритно — щелочном расплаве при температуре 350-400oС или водном растворе при 130-150oС.В результате карбонитрации шероховатость поверхности в среднем ухудшается на 1-1,5 класса, поэтому после оксидирования для восстановления шероховатости поверхности можно использовать различные методы полирования:

  • Притирка доводочной шкуркой зернистостью 360 или мельче;
  • Полирование или тонкое шлифование специальными полировочными кругами в непрерывном процессе подобно бесцентровому шлифованию или шлифованию на токарных автоматах;
  • Скользящее шлифование в вибрационной емкости;
  • Струйная обработка стеклянными шариками диаметром 40-70 мкм.

При проведении процессов шлифования или полирования возможна потеря коррозионных свойств деталей, поэтому рекомендуется повторное оксидирование.Применение операции оксидирования после карбонитрации приводит практически к полному уничтожению цианидов, находящихся на поверхности.

11

Технологическая схема НОК-PQ — процесса

Технология карбонитрации в сочетании с оксидированием, полированием и повторным оксидированием, получившая название НОК-PQ (в Германии Tenifer – QPQ) придает деталям машин и инструменту несравнимо более высокие эксплуатационные характеристики.

 

Свойства оксикарбонитридного слоя

Свойства оксикарбонитридного слоя

Поверхностная шероховатость образцов из стали 45 после карбонитрации с последующей обработкой по различным вариантам

Поверхностная шероховатость образцов из стали 45 после карбонитрации (580°С 2 ч) с последующей обработкой по различным вариантам

Она может быть использована взамен гальванического хромирования, например, на деталях гидросистем, запорно- регулирующей арматуры, штампового инструмента и др.

См. Результат теста на коррозионную устойчивость стали С45 (испытательная среда: 3% NaCL;0,1 % H2O2)

См. Примеры применения оксикарбонитрации в арматуростроении, при изготовлении штамповой оснастки и прессформ, в автомобилестроении>>

Стоимость обработки договорная и определяется исходя из сложности, размеров,веса и количества деталей. Для того, чтобы узнать цену  карбонитрации, необходимо отправить запрос (с четрежом детали) по одному из адресов, указанном на странице КОНТАКТЫ.

Comments are closed.

Comments are closed