Цианирование режущего инструмента в твердой среде

01.06.2018
Процесс цианирования в твердых солях разработан Д.А. Прокошкиным, который установил, что термическая диссоциация кровяной соли приобретает довольно интенсивный характер при температурах более низких, чем температура их плавления, и сопровождается заметным выделением углерода и азота по реакции:

K4Fe (CN)6 - 4KCN + Fe + 2С + 2N.


Азот и углерод выделяются в активном состоянии и при температурах выше 530—540° могут диффундировать в поверхностный слой металла. Часть выделяющегося азота, который не реагирует с металлом, очевидно, ассоциируется в молекулярный азот и улетучивается, а часть углерода, не взаимодействующего с металлом, оседает в виде сажи и вызывает почернение соли». Наряду с этими реакциями, до данным Д.А. Прокошкина, протекают также реакции частичного окисления KCN и образования синильной кислоты в незначительном количестве, не представляющем опасности для обслуживающего персонала. Образование цианистых соединений обеспечивает возможность цианирования инструмента без расплавления соли.

Цианируют инструмент в смеси, состоящей из 30—40% желтой кровяной соли и 60—70% древесного угля.

Желтую кровяную соль можно заменять красной кровяной солью или натриевыми солями Na3Fe(CN)6 или Na4Fe(CN)6.

Для большей активизации процесса в смесь можно добавлять 10—15% соды.

Нагрев при цианировании производят в печи пламенной или электрической. Температура нагрева инструмента должна составлять 550—560° при цианировании инструмента из стали марок РФ1 и ЭИ262 и 540—550° при цианировании инструмента из стали ЭИ184.

При проведении цианирования в твердых солях процесс термической; обработки инструмента можно упростить совмещением операции отпуска с цианированием. В этом случае инструмент передают для цианирования после двукратного отпуска.

Подготовка инструмента к цианированию. Инструмент очищают от следов пыли, грязи я масла, для чего его протирают в опилках или ветошью и промывают в горячей воде. Если инструмент сохраняет после этого слой масла, его обезжиривают погружением в 5—10%-ный раствор каустической соды (едкого натрия) в течение 5—10 мин. После этого инструмент просушивают.

Наличие на поверхности инструмента мелких следов ржавчины не служит препятствием для цианирования, так как в этом процессе происходит восстановление окислов железа. Однако, чем лучше очищен инструмент для цианирования, тем полнее проходит диффузия азота и углерода; в поверхностный слой стали и тем выше стойкость инструмента в работе.

Очистка шлифованного инструмента не представляет значительных затруднений. Сложнее производить очистку инструмента, не подвергающегося шлифовке и прошедшего отпуск не в жидкой ванне, а в печи. В этом случае целесообразно производить после закалки очистку инструмента от масла и грязи, а отпуск перед ,цианированием проводить в закрытом ящике с отработанным составом твердой соли для цианирования. Такой отпуск дает чистую поверхность инструмента, хорошо подготовленную к цианированию

Технологический процесс цианирования. Цианирование производят в железных ящиках, размер которых подбирают в соответствии с габаритами печи: для более скорого и равномерного прогрева рекомендуется применять высокие, но узкие ящики (например, размером 300х250х150 мм) или широкие, но плоские

Кровяную соль и древесный уголь тщательно перемешивают. Размеры частиц древесного угля должны быть в пределах 3—5 мм.

Соль и уголь надо предварительно просушивать во избежание обезуглероживания инструмента при нагреве. Взвешивание и составление смеси надо также производить после просушки, так как цианистая соль и уголь содержат много влаги. Кроме того, подготовленную смесь надо хранить перед цианированием в сухом месте.

Подготовленную смесь и инструмент укладывают в ящики в следующем порядке. На дно ящика насыпают слой смеси толщиной 25—30 мм, на этот слой укладывают инструменты таким образом, чтобы расстояние между ними было не менее 15—20 мм, а между крайними в ряду инструментами и стенками ящика 25—30 мм. На уложенный ряд инструмента насыпают следующий слой смеси толщиной примерно 20—25 мм, укладывают новый ряд инструмента в таком же порядке и т. д. Последний верхний ряд инструмента засыпают слоем смеси толщиной 25—30 мм.

Кровяная соль, как более измельченная, чем древесный уголь, может при засыпке смеси в ящик просыпаться в большем количестве на дно ящика. Для получения более однородных результатов при цианировании рекомендуется после укладки каждого слоя инструмента насыпать на него немного кровяной соли или же после засыпки в ящик каждого слоя смеси осторожно перегрести ее в ящике таким образом, чтобы частицы смеси переместились из нижней части слоя в верхнюю зону.

Ящик закрывают железной крышкой, обмазывают глиной и загружают в печь, нагретую до 550° Для более равномерного нагрева в печи ящики надо устанавливать на металлических (чугунных) прокладках высотой 70—100 мм.

При этих условиях продолжительность нагрева до температуры цианировании можно исчислять из расчета 20—30 мин. на каждые 25 мм наименьшего размера ящика. Продолжительность выдержки яри температуре цианирования для отдельных типов инструмента дана в табл. 57.

По окончании выдержки ящик вынимают из печи и охлаждают на воздухе. Затем инструмент прочищают стальной щеткой от налета сажи.

Смесь после окончания цианирования можно использовать 2—3 раза для нового цианирования при условии добавки в нее каждый раз примерно 5% (весовых) кровяной соли и 10% (весовых) древесного угля.

Мероприятия по технике безопасности при цианировании в твердой сели. Кровяную соль необходимо хранить в запирающемся ящике.

Измельчение соли, составление смеси, укладку в нее инструмента и выемку инструмента из ящика по окончании цианирования надо производить в отдельном углу цеха.

После составления смеси и укладки ее в ящик необходимо вымыть руки мылом. Отработанные смеси надо сжигать или нейтрализовать железным купоросом и затем сливать в канализацию.