Цианирование металла: два процесса в одном
Цианирование металла: два процесса в одном
Цианирование металла - термохимический процесс, при котором поверхностный слой стали насыщается одновременно углеродом и азотом. Эта обработка помогает улучшить эксплуатационные характеристики материала: повысить твёрдость, износоустойчивость, сделать его невосприимчивым к коррозии.Основной принцип технологии в том, что под воздействием высокой температуры (обычно в диапазоне +820-860 градусов Цельсия) и в емкости с циансодержащими реагентами стальные изделия насыщаются атомами углерода и азота. Частицы проникают в верхний слой металла, образуя так называемую диффузионную зону. В зависимости от времени процесса, температуры и состава среды глубина цианированного слоя может достигать от 0,1 до 0,8 мм.
Роль углерода и азота
в процессе цианирования
Оба участника процесса обработки металла цианированием - яркие индивидуальности, и каждый наделяет покрытие “своими” свойствами. Углерод, который уже содержится в стали как один из упрочняющих компонентов, при дополнительном насыщении увеличивает твердость именно поверхностного слоя. Это особенно важно для изделий, которые подвергаются механическим нагрузкам и изнашиванию в процессе эксплуатации.Азот, со своей стороны, также вносит вклад в усиление поверхности, но особым образом. Он способствует формированию фазы нитридов, которые в комбинации с карбидами улучшают не только твердость, но и устойчивость к усталостному излому и коррозии. Введение азота регулирует размер зерен микроструктуры, благодаря чему улучшается и усталостная прочность металлов.
Совместное проникновение углерода и азота в процессе цианирования стали приводит к образованию тонких пленок карбонитридов на границах зерен металлической матрицы. Это придает обрабатываемой детали все перечисленные выше свойства.
Как проходит цианирование деталей?
Цианирование поверхности металла, как и другие способы ее химического усиления, начинается с подготовки. Она включает удаление окалины, масел, грязи и других “излишеств”, которые могут повлиять на качество насыщения. Обычно их устраняют путем механической очистки или обезжиривания. Затем изделие нагревают до температуры цианирования, которая варьируется в зависимости от состава металла и от требуемой глубины насыщения.Непосредственно цианирование начинается, когда горячие изделия помещают в емксть с циансодержащим средством. Это может быть солевой раствор или газообразная среда. Реагенты раствора могут включать цианиды калия или натрия, газовая среда - содержать аммиак, метан, пропан и добавки цианистого водорода.
После того как металл “насытится”, изделия необходимо охладить. Это можно сделать медленнее, на воздухе, или быстрее, в масле или в специальном растворе. Скорость охлаждения может влиять на структуру получившегося насыщенного слоя.
Цианирование деталей не всегда бывает конечной операцией. Иногда после него используют финишную термообработку - отпуск. Она помогает металлу уменьшить внутренние напряжения и улучшить механические свойства. А углерод и азот в процессе распределяются по поверхности более равномерно.
Требования к безопасности
Так как цианиды относятся к потенциально опасным веществам, обработку в этих средах строго контролируют. Процесс должен соответствовать техническим стандартам. Они описывают требуемые характеристики насыщенного слоя, включая его твердость, глубину проникновения элементов, равномерность и химический состав. Специалисты исследуют эти параметры при помощи испытаний и инструментов.При цианировании металла производства должны соблюдать правила защиты персонала и окружающей среды:
- использовать специализированные вентиляционные системы,
- применять защитные средства (как личные, так и коллективные),
- выполнять требования к хранению цианидов и обращению с ними,
- обучать работников принципам взаимодействия с опасными веществами.
Что влияет на стоимость
цианирования металла?
Стоимость обработки металла цианированием зависит от нескольких факторов, и каждый производитель определяет ее сам. Прежде всего он учитывает количественные параметры: объем и габариты обрабатываемых деталей, а также глубину, которую должно затронуть покрытие. Имеют значение и геометрия изделия, наличие труднодоступных полостей. Стали, для которых проводится процесс, могут содержать разные легирующие компоненты, и поэтому они неоднородны по свойствам. Это тоже нужно принимать во внимание, так как некоторые сплавы могут потребовать более трудоемких и дорогостоящих процессов.
Последний критерий расчетов - специфика исполнителя, оказывающего услугу: его месторасположение, опыт, качество оборудования, географическая удаленность от заказчика.
Рынок услуг по цианированию металла
Цианирование поверхности металла предлагают предприятия разного уровня: от специализированных мастерских и небольших лабораторий до промышленных гигантов. Они могут специализироваться только на этом процессе или работать более широко. Соответственно, варьируются и цены.Участники нашего проекта всегда готовы предложить вам не просто профессионально выполненную работу, а возможность сэкономить. Неважно, с чем связан ваш бизнес: со сборкой машин и механизмов, с инструментальным производством или с изготовлением деталей, - мы найдем для вас оптимальное соотношение цены и качества. Обращайтесь!
Тип цианирования | Стоимость, руб./кв.м | |||
---|---|---|---|---|
Низкотемпературное | от 350 | |||
Среднетемпературное | от 450 | |||
Высокотемпературное | от 600 |