Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Цианирование — это вид химико-термической обработки, при котором поверхность стали одновременно насыщается углеродом и азотом. Цианирование повышает твёрдость, износостойкость и предел выносливости деталей, сохраняя при этом вязкую сердцевину. В современной практике процесс реализуют в газовой среде (нитроцементация) или в жидких расплавах солей.
Цианирование — процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стальной детали атомами углерода и азота при повышенной температуре. В результате формируется упрочнённый слой с особой микроструктурой, включающей мартенсит, карбонитриды и остаточный аустенит.
Совместное действие двух элементов даёт эффект, недостижимый при чистой цементации или азотировании. Азот снижает критические точки стали, повышает прокаливаемость поверхностного слоя и формирует износостойкие карбонитридные фазы. Углерод обеспечивает основное упрочнение через мартенситное превращение при закалке.
В международной терминологии (ISO 4885:2018) газовое цианирование обозначается термином carbonitriding. В русскоязычной литературе синонимом газового цианирования служит нитроцементация.
В жидкой среде атомы поставляются расплавом цианистых солей. В газовой среде используют смесь науглероживающего газа (эндогаз, природный газ) с аммиаком NH₃. На поверхности детали аммиак диссоциирует с выделением активного атомарного азота.
Атомы углерода и азота диффундируют вглубь металла по междоузельным позициям. Глубина слоя зависит от температуры и времени выдержки. Чем выше температура, тем больше доля углерода в слое; чем ниже — тем больше доля азота.
Средне- и высокотемпературное цианирование завершают прямой закалкой непосредственно с температуры процесса. Это снижает деформации и сохраняет высокую концентрацию диффундирующих элементов в поверхностном слое. После закалки выполняют низкий отпуск при 160–200 °C.
В зависимости от температурного режима различают три основные разновидности процесса. От температуры зависит соотношение углерода и азота в слое, глубина диффузионной зоны и итоговая твёрдость.
Применяется для инструмента из быстрорежущих сталей (Р6М5, Р18). Сталь уже имеет рабочую твёрдость после закалки; задача процесса — создать тонкий износостойкий слой без перекристаллизации. Дополнительная закалка не требуется.
Это наиболее распространённый промышленный вариант для деталей машин из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Обеспечивает оптимальное сочетание твёрдости и износостойкости при малых деформациях.
Близко к классической цементации, но с присутствием азота. Применяется для крупных нагруженных деталей, требующих глубокого упрочнённого слоя.
Процесс ведут в расплаве солей: цианистый натрий NaCN, цианистый калий KCN, а также хлористые и углекислые добавки. Достоинство — высокая скорость насыщения и равномерность слоя. Существенный недостаток — высокая токсичность цианидов и необходимость строгих мер промышленной безопасности и утилизации отходов.
Современный приоритетный метод. Атмосферу создают в герметичной печи путём смешивания эндогаза (или природного газа) с аммиаком. Концентрация NH₃ в смеси обычно составляет 3–10 %. Процесс экологичнее жидкого и легко поддаётся автоматизации.
Цианирование применяют для деталей, работающих в условиях трения, ударных и циклических нагрузок. Поверхностное упрочнение повышает ресурс при сохранении пластичной сердцевины.
Типичные стали для среднетемпературного процесса: 20, 25, 20Х, 18ХГТ, 25ХГТ, 20ХГНР. После закалки и низкого отпуска твёрдость поверхности достигает 58–62 HRC при микротвёрдости до 900–1000 HV.
Для газового цианирования используют шахтные и проходные печи с герметичной муфелью, газоприготовительной станцией и системами подачи эндогаза и аммиака. Жидкое цианирование проводят в тигельных или шахтных ваннах с электрическим или газовым обогревом.
Глубину и характеристики слоя оценивают металлографически. Микротвёрдость по сечению измеряют методом Виккерса по ГОСТ 9450. Поверхностную твёрдость контролируют по ГОСТ 9013 (Роквелл). Толщину упрочнённого слоя нормируют по технической документации на деталь.
Цианирование — эффективный способ поверхностного упрочнения деталей, сочетающий преимущества цементации и азотирования. Одновременное насыщение поверхности углеродом и азотом обеспечивает высокую твёрдость, износостойкость и усталостную прочность при сохранении вязкой сердцевины. Грамотный выбор температурного режима, типа атмосферы и марки стали позволяет получать упрочнённые слои с заданной глубиной и комплексом свойств для широкого класса машиностроительных деталей.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.