Химическая обработка металла предполагает выполнение процессов, которые необходимы для удаления слоя материала с металлической поверхности изделия с помощью ряда манипуляций. Она также включает в себя создание защитного слоя. Так, специальные растворы “отвечают” за формирование окисных и иных соединений. В результате таких действий появляется пленка, которая может иметь разные характеристики — качество ее зависит от ряда различных факторов в числе которых температура обработки, химический состав используемого для проведения работ раствора, продолжительность температурного воздействия подготовленного раствора на металлическую поверхность, а также показатели изделия, характеризующие его до выполнения обработки металла.
Целью химического воздействия на материал является его защита от коррозии, повышение срока эксплуатации изделий за счет увеличения показателей прочности.
Преимущества химического воздействия на металл заключаются в том, что оно предполагает минимальную степень воздействия на металл (речь идет о температурном и механическом воздействии), доступность обработки для вязких и твердых материалов, высокий показатель производительности.
Одной из разновидностей обработки является процесс насыщения поверхности стальных деталей азотом, называется он азотирование. Оно предполагает осуществление диффузионного насыщения верхнего слоя стали азотом, при этом она нагревается в диссоциированном аммиаке. Применима технология для деталей, которые потом будут эксплуатироваться в условиях высоких нагрузок — как правило, речь идет о поверхностях изделий, которые в период эксплуатации прогреваются до 400°С и выше. Твердость полученного в результате такой манипуляции слоя является высокой — она на порядок выше, чем показатели данного параметра когда речь идет о цементованной стали (что касается эксплуатационных характеристик, то твердость цементируемого слоя демонстрирует хорошие показатели только в диапазоне 200–225 °С, что безусловно не так привлекательно). Что касается толщины слоя, то он может варьироваться в диапазоне от 0,01 до 0,6 мм в зависимости от условий эксплуатации обработанной детали. Обработки подлежат валы, штока, зубчатые колеса, фланцы и не только. Стоит отметить, что в некоторых случаях данная процедура используется тогда, когда возникает необходимость улучшить электрические свойства металла, это может иметь место в случае, когда необходимо увеличить электропроводность или же уменьшить электрическое сопротивление. Однако все индивидуально и потому вопрос решается с каждым клиентом отдельно.
Прежде чем приступить к азотированию деталь необходимо подготовить. Такая подготовка предполагает закалку, после нее имеет место высокий отпуск металлической детали, а далее она проходит чистовую обработку, поскольку азотирование не влечет за собой необходимость выполнения дальнейшей термообработки. Чаще всего после процедуры азотирования металл не сопровождается конструктивным изменением верхнего слоя деталей (их не коробит), либо же они являются минимальными и едва заметными. После проведения манипуляций детали могут быть отшлифованы, затем — отполированы. Правда, это вовсе не обязательно, может и вовсе не использоваться никакая механическая обработка. Саму процедуру специалисты осуществляют в температурном диапазоне от 500 до 620 градусов (однако тут все вариативно, так как все зависит от формы детали, особых требований к процессу азотирования — типа стали или чугуна, конечным (желаемым) свойствам изделия) в аммиаке. При нагреве аммиак вступает в реакцию с металлом и поставляет на поверхность изделия активный атомарный азот (он отличается высокой активностью сравнительно с молекулярным и потому хорошо взаимодействует с поверхностью металлов). Он, в свою очередь, под температурным воздействием диффузирует в металл и образовывает на поверхности детали нитриды, которые и образуют “ту самую пленку”, которая способствует улучшению эксплуатационных характеристик изделия. Чтобы полученный результат закрепился муфель (элемент печи) медленно охлаждается вместе с самой печью, которая используется для выполнения операций по азотированию.
Азотирование может применяться для обработки любых сталей и чугуна, однако на практике много материалов для азотирования все же не используются. Так, например, азотированное железо не может похвастаться безупречными характеристиками в процессе будущей эксплуатации, высокой твердостью и потому не слишком популярно.
