Представляем вам процессы вакуумного азотирования и вакуумной цементации.

Вакуумная печь для азотирования

Обработка азотированием относится к процессу химико-термической обработки, при котором активные атомы азота проникают в поверхностный слой стали с образованием нитридно-упрочненного слоя при условии, что сталь находится ниже критической точки Ac1 и матрица не подвергается фазовому изменению. Эти нитриды обладают высокой твердостью, термической стабильностью и высокой дисперсностью, благодаря чему детали из азотированной стали могут получить высокую поверхностную твердость, износостойкость, усталостную прочность, сопротивление задиру, стойкость к атмосфере и перегретому пару. Коррозионная стойкость, стойкость к отпускному размягчению и уменьшению надрезов. чувствительность. Например, поверхностная твердость типичной азотированной стали 38CrMoA1 может достигать 1100–1200 HV (что эквивалентно твердости по Роквеллу 68–72HRC). Срок службы формы увеличивается в 1–2 раза или даже выше, а предел усталости гладких образцов увеличивается. увеличивается на 20–40%. Сопротивление усталости образца с надрезом увеличивается в 0,5–1,2 раза, а высокая твердость может сохраняться при температуре 500 °C в течение длительного времени или при температуре 600 °C в течение короткого времени.
Вообще говоря, все стальные материалы можно азотировать, но поскольку нитриды железа (такие как Fe4N и Fe2N) хрупкие и нестабильные, они имеют тенденцию к агрегации и укрупнению при несколько более высоких температурах и не могут в полной мере проявить свои хорошие характеристики после азотирования. Только низкоуглеродистые и среднеуглеродистые легированные конструкционные стали, инструментальные стали, литейные стали и т. д., содержащие такие элементы, как Cr, Mo, V, Ti и Al, подходят для азотирующей обработки и позволяют достичь удовлетворительных результатов. Это связано с тем, что азотированные детали часто работают в сложных рабочих условиях, таких как трение и переменные нагрузки, а эксплуатационные характеристики как поверхности, так и сердцевины очень требовательны. Элементы Cr, Mo, V, Ti и Al способны не только образовывать с азотом стабильные нитриды, снижать хрупкость азотированного слоя стали и получать прочный поверхностный упрочненный слой, но также улучшать структуру ядра стали и повышать общую прочность и ударная вязкость стали, так что эти стали могут в полной мере раскрыть превосходные свойства, полученные при азотировании.
Преимущества процесса вакуумного азотирования
Вакуумное азотирование заключается в импульсном внедрении атомов N активного газа в поверхность металла в условиях низкого вакуума (от нескольких тысяч до десятков килопаскалей) и низкой температуры (520 ~ 550 ° C, коррозионно-стойкая обработка может достигать 650 ° C), тем самым Получение Химический процесс повышения твердости поверхности или коррозионной стойкости представляет собой процесс, сочетающий вакуумную термообработку с газовым азотированием (азотирующим газом является NH3). Помимо наследования общих преимуществ вакуумной термообработки, вакуумное азотирование имеет более короткое время процесса и более прочное соединение между азотированным слоем и подложкой, чем газовое азотирование.
Вакуумная печь цементации

Обработка цементацией относится к процессу химической обработки, при котором атомы углерода проникают в поверхностный слой стали в области полной аустенитной фазы стали (обычно 900–950 ° C), так что содержание углерода в поверхностном слое стали достигает уровень высокоуглеродистой стали. Обычно глубина слоя цементации колеблется от 0,8 до 1,2 мм и может достигать 2 мм или глубже во время глубокой цементации. После последующей вакуумной закалки и низкотемпературного отпуска микроструктура поверхностного слоя с высоким содержанием углерода (массовая доля C составляет 0,85%~1,05%) представляет собой мартенсит высокой твердости с остаточным аустенитом и небольшим количеством карбида с твердостью до 58~63HRC, структура сердечника с низким содержанием углерода представляет собой низкоуглеродистый мартенсит или немартенсит с хорошей ударной вязкостью (доля феррита должна быть строго ограничена), а твердость составляет 30~42HRC. Тип стали, подходящей для цементации, — это низкоуглеродистая сталь, в том числе низкоуглеродистая сталь и низкоуглеродистая легированная сталь. Содержание углерода обычно составляет 0,15–0,25%. Для науглероженных заготовок, выдерживающих большие нагрузки, содержание углерода может быть увеличено до 0,25. %~0,30%. Таким образом, поверхность заготовки может иметь высокую твердость и высокую износостойкость за счет науглероживания, а сердцевина заготовки может по-прежнему сохранять прочность и вязкость низкоуглеродистой стали, так что заготовка может выдерживать большие ударные нагрузки. , и науглероживание делает заготовку На поверхности создается сжимающее напряжение, что значительно повышает усталостную прочность заготовки. Наиболее часто используемыми углеродистыми науглероживающими сталями являются стали 15 и 20. Из-за их низкой прокаливаемости они подходят только для небольших деталей с низкими требованиями к прочности сердечника, небольшими нагрузками и износом, например, втулок, цепей и т. д.
Применение вакуумной цементации
Низколегированная науглероженная сталь, такая как 20Cr, 20Cr2MnVB, 20Mn2TiB и т. д., имеет более высокую проницаемость и прочность сердечника, чем науглероженная сталь, и может использоваться для производства более важных науглероженных деталей в общем оборудовании, таких как шестерни в автомобилях и тракторах. поршневой палец и т. д. Среднелегированная науглероженная сталь, такая как 20Cr2Ni4, 18Cr2Ni4W, 15Si3MoWV и т. д., обладает более высокой прокаливаемостью, прочностью и ударной вязкостью и в основном используется для изготовления деталей с большим поперечным сечением, более тяжелыми нагрузками и сложными нагрузками, таких как шестерни и валы из аэрокосмические двигатели, подождите. Легирующие элементы марганец, хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, бор и др. могут измельчать зерна, влиять на концентрацию насыщенного углерода, толщину и твердость науглероженного слоя, а также улучшать проницаемость стали при науглероживании.
Преимущества процесса вакуумной цементации
Хотя газовая цементация по-прежнему является основным процессом цементационной обработки, а вакуумная цементация сама по себе все еще имеет много технических проблем, которые необходимо решить, вакуумная цементация не показывает окисления по границам зерен, яркую поверхность, меньшую деформацию, экономию энергии и защиту окружающей среды. Другое. преимущества делают его представителем направления развития цементации. Ацетилен (C2H2) в качестве науглероживающей среды в значительной степени решил проблему загрязнения сажей и смолой, вызванную пропаном, и дал надежду на крупномасштабное коммерческое применение вакуумной цементации.
Вакуумная цементация — это химический процесс, при котором атомы углерода активного газа проникают в поверхность металла в условиях низкого вакуума (500–1500 Па, максимум 2000 Па) и высокой температуры (950–1050 ℃) для получения более высокой твердости поверхности. В отличие от вакуумного азотирования, высокая поверхностная твердость при вакуумной цементации требует вакуумной закалки.