Цианирование металлов

Цианирование.  
Для цианирования на небольшую глубину используют ванны составом:  
№1 NaCN 20-25%, NaCl 25-50%, Na2CO3 25-50%, температура цианирования 840-870 0С, продолжительность процесса - 1ч.  
№2 цианплав ГИПХ 9%, NaCl 36%? CaCl2 55%.  
Реакции идущие в ванне №1:  
2NaCN + O2 = 2NaCNO  
2NaCNO + o2 = Na2CO3 + 2N + CO.  
реакции идущие в ванне №2:  
Ca(CN)2 = CaCN2 + C  
CaCN2 + O2 = CaO + CO + 2N  
2Ca(CN)2 + 3O2 = 2CaO + 4CO + 4N.  
После цианирования непосредственно из ванны производится закалка.  
Структура нитроцементованного и цианированного слоя.  
При цианировании при 850-900 0С в цианистых ваннах, содержащих цианплав, и при глубоком цианировании при 900-950 0С в низкопроцентных ваннах с цианистым натрием и хлористым барием сталь с поверхности насыщается углеродом примерно до той же концентрации, чтои при цементации, и лишь немного азотом. При цианировании в ванне №1 сталь насыщается углеродом несколько меньше, чем при цементации, а азотом в поверхностной зоне слоя больше, чем в других ваннах.  
Низкотемпературная нитроцементация и цианирование.  
Низкотемпературной нитроцементации и цианированию при 560-700 0С подвергаются стали различного назначения для повышения их поверхностной твердости, износостойкости, предела выносливости, теплостойкости и противозадирных свойств. Обычно такая обработка проводится при 560-580 0С, т. е. при температуре, которая немного ниже минимальной температуры существования ?-фазы в системе Fe - N. Поэтому в процессе обработки при такой температуре на стали образуется, по существу, азотированный слой, а углерод проникает на глубину лишь нескольких микрон, где может образовываться тонкая карбонитридная зона.  
Свойства нитроцементованной и цианированной стали.  
Нитроцементованная и цианированная конструкционная сталь благодаря присутствию азота более износостойка, чем цементованная.  
Нитроцементация и цианирование существенно повышают предел выносливости, причем нитроцементация в большей степени, чем цианирование, а в ряде случаев в большей степени, чем цементация.  
При цианировании невозможно регулировать концентрацию азота и углерода в слое. Поэтому в цианированном слое количество остаточного аустенита всегда больше, чем в нитроцементованном.  
В связи с этим сжимающие напряжения создаются в цианированном слое лишь на некотором расстоянии от поверхности, что приводит к снижению предела выносливости стали. Этим и объясняется меньшая долговечность цианированных деталей по сравнению с нитроцементованными.  
При цианировании необходимо производить наклеп деталей дробью, создающий на поверхности (вследствие превращения остаточного аустенита в мартенсит) высокие напряжения сжатия. Усталостные испытания зубьев цианированных зубчатых колес на изгиб с циклической нагрузкой показали, что наклеп дробью повышает предел выносливости с 43 до 72 кГ/мм2.  
Испытания на стенде показали, что после наклепа дробью стойкость (до разрушения) цианированных зубчатых колес увеличилась с 9 до 140 ч.  
Сталь, подвергнутая нитроцементации и имеющая на поверхности тонкий нетравящийся карбонитридный слой (что бывает не всегда), корродирует медленнее нецианированной стали. Например, в 3%-ном растворе поваренной соли стойкость такой стали против коррозии в 2 раза выше, чем нецианированной. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей после нитроцементации и цианирования снижается.  
 
Использованная литература:  
А. Н. Минкевич.  
"Химико-термическая обработка металлов и сплавов"  
Издательство "Машиностроение"  
 
 
 
 
 
 

Цианирование  — процесс одновременного поверхностного насыщения стали углеродом и азотом, с целью повышения поверхностной твердости и износостойкости при сохранении вязкой сердцевины. 
Цианирование производят в жидкой, газовой и твердой средах. Для жидкого цианирования применяют в основном ванны с цианистым натрием. Цианирование обычно применяют для мелких деталей из стали марок 15, 35 и 40Х, прошедших окончательную механическую обработку. 
Температура при цианировании деталей из конструкционных сталей колеблется в пределах 815—850° С; продолжительность цианирования 15—45 мин; глубина слоя 0,1—0,3 мм. 
При более высокой температуре в насыщенном слое увеличивается содержание углерода и уменьшается содержание азота. При снижении температуры получается обратный процесс, т. е. уменьшается содержание углерода и увеличивается содержание азота в цйанированном слое. 
Иногда цианистая ванна служит средой для нагрева под закалку цементованных деталей при температуре 770—780° С. В этом случае цементованная поверхность частично насыщается азотом, и стойкость ее на истирание увеличивается. 
Основным преимуществом цианирования является бблыпая скорость процесса, высокая стойкость поверхностного слоя и незначительное коробление деталей. 
Газовое цианирование проводится в смеси газов, состоящей из одной части аммиака и четырех частей цементирующего газа. Газовому цианированию подвергаются многие детали машин, изготовленные из стали марок ЗОХ, 35Х, 40Х и др. Температура цианирования 800—850° С, выдержка 3—4 ч, глубина цианированного слоя0,1—0,6мм. Закалку производят сразу же после цианирования. 
Цианирование применяется также для быстрорежущей стали, но при низкой температуре. Для этого режущий инструмент из быстрорежущей стали после изготовления (заточки) подвергают жидкостному или газовому цианированию при 540—560° С в течение 20—60 мин с охлаждением на воздухе. В результате этой операции стойкость инструмента повышается. 
После цианирования быстрорежущей стали производят двукратный отпуск.