Файл: Кабаков, М. Г. Технология производства гидроприводов учеб. пособие.pdf

Рис. 9. Влияние режима азотирования на:

а — твердость; б —-глубину азотированного слоя; в — кавитационную стойкость; 1 — конструкционные легированные стали с особыми свойствами; 2 — улучшаемые кон­ струкционные стали; 3 — углеродистые стали; 4 — сталь 38ХМЮА с последующим шли­ фованием на 0,05 мм; 5 — сталь 38ХМЮА при 525° С, 35 ч; 6 — сталь ЭИ123 после азо­ тирования при 650® С, 120 ч; 7— сталь 38ХМЮА, шестикратное азотирование при 510® С, 12 ч и 540QС, 40 ч; 8 — сталь 38ХМЮА после улучшения; 9 — сталь 1Х18Н9Т после азотирования при 600° С, 75 ч; 10 — сталь ЭИ123 без азотирования; II — сталь 1 XI8H9T без азотирования; у — глубина слоя; Q — уменьшение массы образца в результате кави­

тационного изнашивания

использовании газового карбюризатора — в герметичных шахт­ ных печах.

Выдержку определяют в зависимости от состава стали, способа цементации и требуемой глубины слоя (0,15—2,5 мм). Скорость прироста глубины цементованного слоя можно принять равной 0,1 мм/ч при глубине слоя более 1,0 мм и 0,15 мм/ч — при меньшей глубине. Быстрое охлаждение (закалку) производят от темпера­ туры цементации, либо путем подстуживания, многократного нагрева и т. д. в зависимости от состава стали и назначения детали. При всех вариантах термической обработки заключительной операцией является отпуск при 160—180° С в течение 2—3 ч, в результате которого уменьшаются напряжения и несколько по­ вышается вязкость материала.

Поверхности детали, не подлежащие цементации, защищают. Это обеспечивается припусками, снимаемыми при последующей механической обработке, или слоем меди (омеднением) 30—50 мкм, нанесенным электролитическим способом.

Азотирование осуществляют после механической и термиче­ ской обработок в атмосфере частичной диссоциации аммиака NH3 при нагреве до 500—700° С в герметичных шахтных печах. В ре­ зультате насыщения поверхностного слоя детали азотом повы­ шается твердость, износостойкость, сопротивление задиранию, усталостная прочность и, что особенно важно для деталей гидро­ привода, кавитационная стойкость (рис. 9, а, б, в).

Процесс азотирования более эффективен, чем цементация. Твердость азотированного слоя в 1,5—2 раза превышает твер­ дость цементованного слоя. Твердость цементованного слоя сни­ жается при температуре выше 250° С, твердость же азотиро­ ванного слоя не снижается при нагреве до 600° С. Азотированный слой обладает большой коррозионной стойкостью.

61

В связи с низкой температурой азотирования коробление деталей практически отсутствует, однако детали прецизионных пар перед азотированием подвергают стабилизирующему отпуску. Особенностью процесса является наличие упругопластической деформации детали в результате насыщения азотом, что ведет к не­ которому изменению размеров детали (в пределах 0,02—0,05 мм). Это изменение при отлаженных параметрах процесса носит ста­ бильный характер и его можно учесть технологическими при­ пусками.

Печи для азотирования (типа ОКБ-3016) должны обеспечивать минимальный и устойчивый перепад температур (±5° С) и быстрый нагрев, чтобы не образовывались окисные пленки, препятствующие азотированию. Чем выше температура азотирования, тем ниже твердость азотированного слоя и выше скорость Диффузии аммиака. Процесс ведется 20—60 ч, в зависимости от требуемой глубины азотирования (рис. 9). Глубина азотированного слоя составляет обычно 0,25—0,65 мм, концентрация азота 3—4%. При большем содержании азота возрастает хрупкость материала. После азоти­ рования твердость по Виккерсу 1000—1200. Режимы и результаты азотирования типовых сталей, используемых для деталей гидро­ приводов, приведены в табл. 16. Для защиты поверхностей от азо­ тирования применяют гальваническое лужение оловом толщиной слоя 6—8 мкм. Детали гидропривода поступают на термическую обработку с малыми припусками (особенно прецизионные пары, для которых припуск не превышает 0,05 мм). Отсюда высокие тре­ бования к культуре и организации производства термических цехов, к культуре транспортирования и складирования деталей. Так, необходимо поддерживать чистоту соляных ванн и качество раскисления при улучшении и закалке, чтобы гарантировать отсутствие загрязнения карбюризатора разъедающими приме1-

Таблица 16

Области применения некоторых азотируемых сталей

62