Рис. 50. Влияние давления (а), концентрации пропана (б") и аргона (в) при азотировании в тлеющем разряде в аммиачной плазме при 520е С, 1 ч на толщину азотированного слоя технического железа (/), сталей 40Х (2) и 38ХЛЛЮА (<3)
Азотирование в смеси аммиака и
пропана (8—12 об%) приводит к образованию на поверхности хорошо
развитой карбонитрндной зоны. При содержании пропана в смеси 40 об. %
и более взаимодействие плазмы с поверхностью изделия прекращается (рис.
50, б).
При ионной бомбардировке
достигается идеальная депассивация поверхности за счет удаления окисных
пленок в процессе катодного распыления.
Ионное азотирование (по сравнению
с печным) имеет следующие преимущества: 1) ускоряет диффузионные
процессы в 1,5—2 раза; 2) позволяет получить диффузионный слой
регулируемого состава и строения; 3) характеризуется незначительными
деформациями изделий и высоким классом чистоты поверхности 4) дает
возможность азотировать коррозионно-стойкие, жаропрочные и
мартен-ситностареющие стали без дополнительной депассивирующей обработки;
5) значительно сокращает общее время процесса за счет уменьшения
времени нагрева и охлаждения садки; 6) обладает большой экономичностью,
повышает коэффициент/ использования электроэнергии, сокращает расход
насыщающих газов; 7) нетоксично и отвечает требованиям по защите
окружающей среды.
Ионное азотирование применяют для
обработки различных сталей и сплавов: конструкционных и инструментальных
сталей, мартенситностареювдих, коррозионно-стойких хромистых и
хромоникелевых сталей ферритного и аустенитного класса, чугуиов и т. д.
[32].
Для защиты поверхности от
азотирования применяют специальные экраны или гальваническое покрытие
никелем (10—15 мкм).
Азотирование с добавками
углеродсодержащих газов (углеродоазотирование). Химикотермическая
обработка проводится при температуре 560—580° С в атмосфере аммиака с
добавками углеродсодержащих газов (табл. 20).
В последние годы вместо экзо- и
эндогаза (табл. 20) применяют атмосферы, состоящие из смеси азота (^80%),
метана (—20%) и кислородсодержащего газа (оптимально С02). Газы
вводятся в печь после смешения. Образующаяся в печи атмосфера состоит из
N2, Н2, СО,
С02, Н20, СН4. Применяя пропан, можно
повысить содержание азота до 95%. Атмосфера не вызывает насыщения
«тали водородом, невзрывоопасна и является недорогой.
На рис. 47 приведены диаграммы
фазового равновесия ^температура — состав атмосферы) для азотирования
с добавками к амм*иак^ углеродсодержащих
