Азотирование

При необходимости получить высокую твердость и коррозийную стойкость поверхности изделия на небольшой глубине (0,1 - 0,5 мм) применяют химико-термическую обработку - азотирование. Сущность процесса азотирования заключается в насыщении поверхности изделия азотом. Этот процесс основан на способности железа при определенных условиях поглощать и растворять в себе атомарный азот. Поверхность азотированного изделия отличается очень высокой твердостью, кроме того, она хорошо сопротивляется коррозии в таких средах, как вода, пар, некоторые кислоты и соли.

Повышение твердости и коррозийной устойчивости изделия при азотировании достигается благодаря образованию в его поверхностном слое очень измельченных химических соединений азота с металлами - нитридов. Эти нитриды придают стали очень высокую естественную твердость, поэтому после азотирования не требуется никакой дополнительной термической обработки ее. В этом состоит принципиальное отличие азотирования от цементации и преимущество процесса азотирования. Для достижения хороших результатов изделия перед азотированием должны быть очищены от ржавчины, грязи и масла (пескоструйная очистка и обезжиривание поверхности).

Процесс азотирования происходит следующим образом. Изделия загружают в плотно закрывающийся муфель, который помещают в электрическую печь. По трубке в муфель подается аммиак (NH3), предварительно пропущенный через поглотитель влаги. Процесс азотирования протекает при температурах 500 - 600°. При этих температурах аммиак диссоциирует (разлагается) на свои составные части - азот и водород: 2NH3 = ЗН2 + 2N. Образовшийся атомарный азот поглощается поверхностью изделий, а водород с неразложившейся частью аммиака выходит из муфеля по отводящей трубке.

Отходящие газы проходят через диссоциометр - прибор который служит для определения степени диссоциации аммиака - этого важного показателя течения процесса. Обычно при азотировании диссоциация аммиака поддерживается в пределах 25 - 40%, т. е. ведут процесс так, чтобы диссоциировало только 25 - 40% аммиака. При диссоциации свыше 60% аммиака глубина азотированного слоя уменьшается, а твердость поверхности изделия понижается, так как на ней накапливается водород, который препятствует взаимодействию металла с азотом и, кроме того, вызывает обезуглероживание стали.