4. Цианирование стали

Под цианированием понимают процесс одновременного насыщения стали углеродом и азотом. Ведение процесса цианирования в расплавленных солях (жидких ваннах) обеспечивает большую производительность процесса. Особые свойства стали, поверхностный слой которой насыщен одновременно азотом и углеродом, обусловили внедрение этого процесса в промышленность.

Цианирование можно проводить в твердых, жидких и газообразных средах. Поэтому различают твердое, жидкое и газовое цианирование (последнее иногда называют нитроцементацией).

Твердое цианирование осуществляют аналогично твердой цементации, только карбюризатор содержит цианистые соли. Процесс по производительности значительно менее эффективен, чем жидкое и газовое цианирование, и поэтому не может быть рекомендован для широкого внедрения.

Жидкое цианирование — наиболее распространенный вид цианирования стали — проводят в расплавленных цианистых солях.

Химизм образования активных атомов азота и углерода состоит в следующих реакциях — разложение цианистых солей с образованием свободных атомов углерода и азота и диффузии их в глубь металла.

Газовое цианирование осуществляют в смеси науглероживающих и азотирующих газов (например, смесь светильного газа и аммиака).

Результаты цианирования определяются глубиной слоя и концентрацией углерода и азота в поверхностном слое. На состав и свойства цианированного слоя особое влияние оказывает температура цианирования.

Рис. 270. Содержание углерода и поверхностном слое в зависимости от температуры цианирования

Рис. 271. Глубина цианированного слоя в зависимости от температуры продолжительности цианирования

Повышение ее увеличивает содержание углерода в слое, снижение — увеличивает содержание азота (рис. 270).

Поскольку цианирование — одновременное насыщение стали углеродом и азотом — как бы комбинированный процесс цементации и азотирования, то, упрощая представление о процессе, можно сказать, что при высокой температуре процесс больше приближается к цементации а при низкой — к азотированию. Поэтому цианирование разделяют на высокотемпературное при и низкотемпературное при

Низкотемпературное цианирование применяют для инструмента из быстрорежущей стали (см. гл. XVII, а также и для среднеуглеродистых сталей. Последнее получило название тенифер-процесс и состоит в насыщении стали азотом (и в значительно меньшей степени углеродом) в цианистых сталях через которую пропускают сухой воздух. Процесс насыщения протекает при в течение

В результате такой обработки на поверхности возникает тонкий (10—15 мкм) карбонитридный слой , обладающий хорошим сопротивлением износу и менее хрупкий, чем чистые карбиды или нитриды Под этим слоем лежит слой азотистого твердого феррита (на легированных сталях толщиной мм.

Высокотемпературное цианирование (этот процесс также называют жидкостной цементацией), применяют для средне- и низкоуглеродистых сталей, простых углеродистых и легированных.

Это цианирование проводят в расплавленных солях, представляющих смесь различных солей примерно следующего состава: или для вторая — для

Основной компонент состава цианистых ванн — группа увеличение содержания способствует повышению содержания углерода и азота в поверхностном слое (но не увеличению глубины слоя).

Результаты цианирования в ванне данного состава, в первую очередь глубина слоя, зависят от температуры и продолжительности процесса, как например, показано на рис. 271. Процесс наращивания слоя при цианировании происходит быстрее, чем при газовой цементации.

По сравнению с цементированным, цианированный слой обладает более высоким сопротивлением износу, большей твердостью, лучшим сопротивлением коррозии. Цианирование повышает также усталостную прочность

Более низкая температура процесса цианирования и меньшая его продолжительность не приводят к росту зерна, как это бывает при цементации. Поэтому после цианирования сразу проводят закалку, в результате чего получается высокая твердость поверхности.

Цианистые соли ядовиты, и это является существенным недостатком цианирования. Поэтому цианирование обычно проводят в специально выделенных помещениях, в которых строго соблюдаются правила техники безопасности. Многолетний опыт работы показывает, что при тщательном соблюдении правил техники безопасности цианистые ванны для обслуживающего персонала совершенно безвредны.

После цианирования детали приобретают матовую красивую поверхность, поэтому цианистые ванны часто используют для придания «товарного» вида продукции. Для этого детали достаточно нагреть под закалку в цианистых ваннах без выдержки. Это — также одна из областей применения жидких цианистых ванн.