Цианирование

Цианированием называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при температуре 820 – 950°С в расплавленных солях, содержащих группу «CN».

Среднетемпературное цианирование. В этом процессе изделие нагревают до 820-860°С в расплавленных солях, содержащих NaCN. Для получения йлоя небольшой толщины (0,15-0,35 мм) процесс ведут при 820-860°С в ваннах (20-25% NaCN, 25-50% NaCl и 25-50% Na₂C0₃). Продолжи­тельность процесса обусловлена требуемой толщиной слоя и составляет 30-90 мин.

Цианистый натрий в процессе цианирования окисляется кислородом воздуха, и происходят следующие реакции:

2NaCN + О₂ → 2NaCNO;

2NaCNO + О₂ → Na₂C0₃ + СО + 2N;

2СО → СО₂ + С_ат.

Выделяющийся атомарный углерод и азот диффундируют в сталь. Цианированный слой, полученный при 820-860°С, содержит 0,7% С и 0,8-1,2% N.

Цианирование при указанных сравнительно невысоких температурах позволяет выполнять закалку непосредственно из цианистой ванны. После закалки следует низкотемпературный отпуск (180 – 200°С). Твердость циа-нированного слоя после термической обработки ~ HRC 58 – 62. Цианиро-ванный слой по сравнению с цементованным обладает более высокой из­носостойкостью и эффективно повышает предел выносливости. Этот вид цианирования применяют для упрочнения мелких деталей.

Высокотемпературное цианирование. Для получения слоя большей тол­щины (0,5-2,0 мм) применяют высокотемпературное или глубокое циани­рование при 930-950°С в ванне, содержащей 8% NaCN, 82% BaCl₂ и 10% NaCl (состав ванны до расплавления). Зеркало ванны покрывают слоем графита во избежание больших потерь теплоты и угара цианистых солей. Время выдержки изделий в ванне для получения слоев указанной толщины составляет 1,5 – 6 ч.

При цианировании в ванне протекают следующие реакции:

BaCl₂ + 2NaCN → 2NaCl + Ba(CN)₂;

Ba(CN)₂ → BaCN₂+C;

BaCN₂ + О₂ → BaO + CO + 2N.

Выделяющийся атомарный углерод и азот диффундируют в железо. При указанных высоких температурах сталь с поверхности в большей степени насыщается углеродом (до 0,8 – 1,2%) и в меньшей – азотом (0,2 – 0,3%). Строение цианированного слоя аналогично цементованному. После высокотемпературного цианирования детали охлаждают на воздухе, а затем для измельчения зерна закаливают с нагревом в соляной ванне или печи и подвергают низкотемпературному отпуску.

Процесс цианирования по сравнению с процессом цементации требует меньшего времени для получения слоя заданной толщины, характеризует­ся значительно меньшими деформациями и короблением деталей сложной формы и более высокими сопротивлением износу и коррозии.

Недостатком цианирования является высокая стоимость, ядовитость цианистых солей и необходимость в связи с этим принятия специальных мер по охране труда.

Дата добавления: 2015-05-06