92.4.3. Плазменное
азотирование высоколегировфШЫХ сталей (более 5 % нитридообразующих
элементов)
К этой группе относятся
инструментальные стали, такие как инструментальные стали для горячей
и холодной обработки, быстрорежущие и мартенситно-стареющие, а также
коррозионно- и кислотостойкие.
В настоящее время проводится
плазменное азотирование инструментов из этих сталей. Вследствие
катодного распыления в процессе нагрева поверхность стали постоянно
активируется и получаются очень однородные азотированные слои
[44].
С помощью разных
плазмонитрирующих атмосфер можно оказывать влияние на вязкость
азотированного слоя, которой в случае инструментов придается большое
значение. Например, это достигается путем получения азотированных
слоев без слоя соединений или с тонким (не более 4 мкм) у'-слоем. Если,
напротив, выход инструмента из строя дополнительно характеризуется
наличием микротрещин, выкрашиванием и т.п., то рекомендуются только
азотированные слои без слоя соединений. Благодаря подавлению
процесса образования нитридных выделений в диффузионном слое
достигается дальнейшее повышение вязкости.
В связи с тем, что свойства
отдельных инструментальных сталей в азотированном состоянии разные,
рекомендации для них относительно получения слоя соединений также
различаются.
22.4.3.1. Инструментальные
стали для горячей обработки. К инструментам
для горячего формообразования сталей или легких металлов
предъявляются особенно высокие требования, касающиеся жаропрочности,
вязкости, износостойкости при повышенной температуре, незначительной
склонности к схватыванию и горячим трещинам [45].
Плазменное азотирование хорошо
зарекомендовало себя на ковочных штампах из легированных
инструментальных сталей для горячей обработки, например Х40СгМо\/51.
Поскольку фактором, определяющим срок службы этих штампов, в большинстве
случаев является износ, азотированный слой, состоящий из у'-слоя
толщиной 4 - 6 мкм и диффузионного слоя толщиной 0,3 мм, дает очень
хорошие результаты.
В случае молотовых штампов
исходная вязкость высоколегированных инструментальных сталей для
горячей обработки часто недостаточна, вследствие чего для их
изготовления применяют менее Легированные инструментальные стали для
горячей обработки, например сталь 55г4ЮгМо\/7. В данном случае
стойкость подвергнутых плазменному азотированию штампов, как показали
сравнительные испытания [46], очень высокая.