Вакуумное азотирование и термообработка, улучшающая эксплуатационные характеристики деталей.

Вопросы, на которые следует обратить внимание при вакуумном азотировании
(1) Вакуумное азотирование — последний процесс. Заготовка после вакуумного азотирования будет мелко шлифована или максимум отшлифована, никакой другой обработки производиться не будет. Это связано с тем, что слой азотирования относительно тонкий, обычно 0,3–0,5 мм. При дальнейшей механической обработке закаленный слой, полученный в результате азотирования, будет потерян.
(2) Азотированные детали используются в условиях сложных напряжений и предъявляют высокие требования к прочности сердечника. Азотированные детали необходимо закалить и отпустить перед вакуумным азотированием, чтобы получить отпущенную структуру сорбита. Температура отпуска при закалке и отпуске обычно выше температуры азотирования.
(3) Для азотированных деталей, требующих строгой деформации, перед вакуумным азотированием необходимо провести от 1 до 2 термообработок для снятия напряжений, чтобы устранить внутренние напряжения, возникающие в процессе обработки.
(4) Для локальных неазотированных деталей не желательно оставлять припуск на механическую обработку, но следует принять меры по предотвращению азотирования для их защиты. Меры защиты включают в себя следующее: a. Метод лужения – нанесение слоя олова толщиной 10–15 мкм на поверхность, препятствующую просачиванию. Если слой, препятствующий просачиванию, слишком тонкий, эффект будет плохим, а если слой, препятствующий просачиванию, будет плохим. слишком толстый, олово может легко перелиться. b. Способ нанесения покрытия. Смешайте оловянный порошок, порошок свинца и порошок оксида хрома в соотношении 3:1:1, используйте ванну с хлоридом цинка, чтобы получить тонкую пасту, и нанесите ее на поверхность деталей, предотвращающую просачивание, или используйте воду. стекло (качество (доля 10–15%) и графитовый порошок смешивают в пасту, наносят ее, а затем медленно высушивают. c Метод оснастки. Изготовьте свои собственные специальные инструменты для герметизации деталей, не требующих азотирования.

Примеры применения вакуумного азотирования
(1) Экспериментальные материалы. В качестве экспериментальных материалов были выбраны такие стали, как P20 (3Cr2Mo), Cr12MoV, 3Cr2W8V, 38CrMoAIA и H13 (4Cr5MoSiV1). Все эти пять сталей являются типичными легированными литейными сталями и азотированными сталями. Матрица этих сталей после предварительной термообработки имеет определенную твердость. Твердость и износостойкость дополнительно улучшаются, главным образом, за счет образования связных нитридов сплава. температура на подложке, для технологических экспериментов использовалась температура 500 ~ 560 ℃.
(2) Экспериментальный процесс. Параметры экспериментального процесса: температура вакуумного азотирования, давление в печи, время вакуумного азотирования, расход азота.
После загрузки заготовки в печь ее предварительно вакуумируют и нагревают в течение периода времени (0,5–2 часа) в зависимости от объема печи. Затем перед выгрузкой из печи вводят газообразный азот для вакуумного импульсного азотирования. печь, заготовку вакуумируют и охлаждают до 500°С (температура нагнетания может быть неправильной). После того, как масло вышло из печи, охладите его.
(3) Влияние параметров испытаний на слой азотирования
а. Влияние температуры на проникающий слой. Если температура вакуумно-импульсного азотирования слишком высока, соединения сплава станут грубыми; если температура азотирования слишком низкая, слой азотирования будет неглубоким, соединения сплава будут меньше образовываться, а твердость будет низкой. Температура вакуумно-импульсного азотирования находится в диапазоне 510–570 ℃ и не оказывает очевидного влияния на глубинную твердость азотированного слоя. Таким образом, в зависимости от использования различных материалов формы и температурных условий отпуска можно применять различные процессы. Целью азотирования штамповой стали для холодной обработки, такой как тип Cr12 (Cr12Mo, Cr12MoV, Cr12Mo1V1, SAED2, D6), является дальнейшее улучшение износостойкости и увеличение срока службы. Температура вакуумно-импульсной инфильтрации аммиака этого типа стали обычно составляет 510°С. ~520℃ Время 8~12ч. Глубина проникновения составляет 0,08–0,12 мм, а твердость — около 1000HV1. Для вакуумно-импульсного азотирования штамповой стали для горячей обработки (3Cr2W8V, H13, 4CrW2VSi) можно использовать одностадийное (импульсное) азотирование (530–540 ℃), (12–16 ч) или (520–545 ℃), 8 ч+( 550~560℃) и двухэтапное (импульсное) проникновение (4~6 часов).
б. Влияние давления печи на инфильтрационный слой. Чем выше верхний предел давления печи, тем лучше глубина и твердость инфильтрационного слоя; влияние нижнего предела давления печи на инфильтрационный слой заключается в том, что чем выше вакуум, тем лучше твердость и толщина инфильтрационного слоя; .
в. Влияние времени азотирования на азотирующий слой. По мере увеличения времени азотирования твердость увеличивается, появляется составной слой. Твердость увеличивается более явно, а азотированный слой также углубляется.
d. Воздействие потока NH3 на проницаемый слой. Чем больше скорость потока NH3, тем выше твердость и глубже проницаемый слой. Например, 1600 сеток намного лучше, чем 1000 сеток. Если время импульса слишком велико, инфильтрационный слой станет тоньше, и выхлопные газы не смогут полностью сгореть. Если время импульса слишком короткое, хрупкость поверхности увеличится;
(4) Конечные параметры процесса и результаты экспериментов. На основании результатов технологического эксперимента параметры процесса были сформулированы следующим образом: расход газообразного аммиака 2500 сеток, верхний предел давления в печи – 0,01 МПа, нижний предел – 0,08 МПа, время азотирования 6 часов, время импульса 2 минуты, температура азотирования 550 ℃.
После вакуумно-импульсного азотирования твердость поверхности пяти экспериментальных образцов P20, Cr12MoV, 38CrMoAIA, 3Cr2W8V и H13 превысила национальный стандарт. После рентгенофазового анализа, испытания на хрупкость и измерения твердости хрупкость азотированного слоя пяти образцов. Материалы получили оценку Уровня 1, слой компаунда тонкий и не явно рыхлый.