Андрей Смирнов
Время чтения: ~18 мин.
Просмотров: 0

Карбонитрация

Карбонитрация стали

Популярным видом ХТО стали и чугуна практически любых марок является карбонитрация, или жидкостное азотирование. В этом случае поверхностный слой заготовок насыщается углеродом и азотом в соляных расплавах при температуре 560-580°C. Соляные составы синтезированы из аммоноуглеродных соединений: меламина, мелона, дициандиамида. Карбонитрация сходна с цианированием. Но цианирование осуществляется с использованием токсичного цианида натрия при температурах до 860°C. Для карбонитрации применяют неядовитые соединения, осуществляется она при температурах до 570°.

Преимущества технологии карбонитрации стали

  • Одновременное насыщение азотом и углеродом инициирует появление карбонитридных фаз – более пластичных и менее хрупких, по сравнению с чисто нитридными.
  • Карбонитрация – наиболее экономичный процесс, благодаря его небольшой длительности – 0,5-4 часа.
  • Равномерность нагрева и диффузии.
  • Отсутствие термических напряжений, обеспечивающее минимальные деформации и точность геометрических параметров в пределах микронов.
  • Улучшение усталостной прочности изделий до 80%, износостойкости, коррозионной стойкости.
  • Уменьшение коэффициента трения до 5 раз.
  • Отсутствие хрупкости поверхностного слоя, насыщенного карбонитридами.
  • Возможность обработки недорогих низкоуглеродистых сталей, которые не упрочняются традиционным азотированием. В результате карбонитрации они приобретают характеристики, которыми обладают более дорогие и хуже обрабатываемые стали.
  • Этот процесс для рядовых деталей является финишным, не требующим дополнительной механической обработки. Ответственные изделия после карбонитрации подвергают хонингованию – полировке на 1-2 мкм.

Комбинированное насыщение поверхности азотом и углеродом может применяться даже для высоколегированных и устойчивых к коррозии сталей. На их поверхности присутствует плотная пленка из оксидов хрома и других легирующих добавок, препятствующая процессу чистого азотирования.

Этапы карбонитрации

Дополнительным плюсом этой технологии является возможность частичного погружения детали в солевой расплав, что позволяет упрочнить только отдельные участки.

Последовательность

  • На карбонитрацию поступают детали с окончательными размерами. При необходимости оставляют минимальный припуск на посадочных поверхностях для полировки.
  • Предварительные мероприятия: очистка, обезжиривание.
  • Нагрев в печи и карбонитрация.
  • Охлаждение в воде, масле, на воздухе.
  • Промывка, сушка.

Таким способом обрабатывают:

  • режущий инструмент;
  • пресс-формы;
  • пары трения;
  • элементы зубчатых передач;
  • детали насосов.

Важный плюс этой технологии – соответствие экологическим нормам и безопасность работников, благодаря отсутствию ядовитых соединений в насыщающих средах. Карбонитрация применяется как на крупных промышленных предприятиях, так и в небольших мастерских и в домашних условиях.

Это интересно: Химическая металлизация — реагенты, технология выполнения в домашних условиях

Рис. 9. Распределение твердости по толщине наплавленного слоя стали 25Х1МФ после карбонитрации 570 °С, 3 ч

Необходимо отметить, что нами разработана технология ремонта шпинделей из стали 25Х1МФ, подвергнутых газовому азотированию. Технология включает в себя следующие операции:

  1. Обдирка азотированного слоя на глубину 0,5-0,7 мм.
  2. Наплавка (аргонодуговая или лазерная).
  3. Мехобработка.
  4. Полировка
  5. Карбонитрация

В результате на поверхности формируется упрочненный слой с высокой твердостью, низким коэффициентом трения (рис. 9).

На ряде фирм карбонитрации подвергаются детали запорной арматуры общего назначения и на высокие параметры температуры и давления энергетического, газо- и нефтедобывающего оборудования (штоки, шпиндели, золотники, в том числе с зубчатым приводом, тарелки, шиберы, оси, втулки, специальной конструкции гайки с обычной и трапециидальной резьбой, пробки шаровых кранов и др.). Технология карбонитрации корпусов вентилей DN 10-50 из сталей 20, 09Г2С, 25Х1М1Ф, помимо существенного повышения эксплуатационных свойств, хорошо зарекомендовала себя и как способ антикоррозионной защиты, что позволило исключить операцию окраски. На рис. 10 представлены примеры деталей, подвергаемые карбонитрации.

Предел прочности сталей

В качестве примера представлены значения предела прочности некоторых сталей. Эти значения взяты из государственных стандартов и являются рекомендуемыми (требуемыми). Реальные значения предела прочности сталей, равно как и чугунов, а также других металлических сплавов зависят от множества факторов и должны определяться при необходимости в каждом конкретном случае.

Для стальных отливок, изготовленных из нелегированных конструкционных сталей, предусмотренных стандартом (стальное литьё, ГОСТ 977-88), предел прочности стали при растяжении составляет примерно 40-60 кг/мм 2 или 392-569 МПа (нормализация или нормализация с отпуском), категория прочности К20-К30. Для тех же сталей после закалки и отпуска регламентируемые категории прочности КТ30-КТ40, значения временного сопротивления уже не менее 491-736 МПа.

Для конструкционных углеродистых качественных сталей (ГОСТ 1050-88, прокат размером до 80 мм, после нормализации):

  • Предел прочности стали 10: сталь 10 имеет предел кратковременной прочности 330 МПа.
  • Предел прочности стали 20: сталь 20 имеет предел кратковременной прочности 410 МПа.
  • Предел прочности стали 45: сталь 45 имеет предел кратковременной прочности 600 МПа.

Категории прочности сталей

Категории прочности сталей (ГОСТ 977-88) условно обозначаются индексами «К» и «КТ», после индекса следует число, которое представляет собой значение требуемого предела текучести. Индекс «К» присваивается сталям в отожженном, нормализованном или отпущенном состоянии. Индекс «КТ» присваивается сталям после закалки и отпуска.

Технология цементации стали

Этот процесс подразумевает диффузионное насыщение поверхностного слоя стальных заготовок углеродом. Обработка осуществляется в карбюризаторе, выделяющем активный углерод, при температурах устойчивости аустенита – 850-950°C, хорошо растворяющего большое количество углерода. Для завершения процесса после цементации проводят закалку и низкий отпуск. Результаты химико-термической и термической обработок в комплексе:

  • высокая твердость и износостойкость поверхности;
  • повышение предела контактной устойчивости;
  • улучшение показателей предела выносливости при изгибе и кручении.

Внимание! Желаемый эффект достигается на сталях с низким содержанием углерода – до 0,2%. Без цементации такие марки закалить невозможно

Чаще всего цементации подвергают легированные стали.

Эта операция является длительной, поскольку процесс науглероживания протекает очень медленно. Основные типы сред для цементации (карбюризаторов):

  • твердые;
  • газообразные;
  • растворы электролитов;
  • пасты;
  • кипящий слой.

Отличительные признаки:

  • Модульная компоновка (подготовительный, основной, экологический модули, а также модуль охлаждения и промывки) позволяет в широких пределах варировать конфигурацией оборудования и технологиями упрочнения.
  • Обработка с частичным погружением позволяет проводить упрочнение отдельных участков деталей.
  • Высокая скорость обработки деталей в расплавах, по сравнению с газовыми технологиями достигаются за счет значительного сокращения времени прогрева и выдержки.
  • Отсутствие газообразных выбросов и жидких отходов обеспечивается экологическим модулем, в который входит воздушный фильтр и испаритель промышленных стоков.

Структура карбонитрированного слоя

В процессе карбонитрации на поверхности сталей формируется упрочненный слой, состоящий из нескольких зон. Верхний слой представляет собой ε-карбонитрид типа Fe3 (N, C) — зона соединений (Compound layer), т. н. «белый слой», под которым находится диффузионная зона (Diffusion layer), т. н. «гетерофазный слой», состоящий из твердого раствора углерода и азота в железе с включениями карбонитридных фаз, твердость которой значительно выше твердости сердцевины.

Типовая микроструктура стали после карбонитрации

Схема образования упрочненного слоя в расплаве солей

Сталь 3. Карбонитрация 580 °С, 3 часа. Глубина слоя – 0,2 мм

Ниже приведены результаты проведенных компанией DURFERRITE (Германия) коррозионных испытаний упрочненного слоя, полученного методом TENIFER-QPQ, в сравнении с другими способами поверхностной обработки.

Зависимость износа образца из Cтали 20 от пути трения со смазкой. Путь трения км х 100

Сравнение износостойкости образца из стали 40Х после карбонитрации (1) и газового азотирования в среде аммиака (2)

Коррозионные испытания (CASS) в соответствии с немецким стандартом DIN 50021 стали SAE 1045

На указанных примерах наглядно видны преимущества карбонитрированного слоя по сравнению с традиционными, наиболее часто применяемыми у нас процессами поверхностной обработки: цементацией, азотированием, хромированием. Кроме того, следует отметить, что при хромировании снижается усталостная прочность при циклическом изгибе основного материала. По сравнению с этим, при карбонитрировании всегда увеличивается усталостная прочность. После карбонитрации с последующим оксидированием повышение усталостной прочности составляет более 50%, в то время как после твердого хромирования усталостная прочность, наоборот, снижается на 20%.

Всё вышесказанное предопределило массовое распространение технологии жидкостного карбонитрирования за рубежом. Какова же ситуация в нашей стране?

Таблица 3. Результат теста на коррозионную устойчивость стали С45 (3% NaCl, 0.1% H2O2) 

Исследованные виды поверхностного упрочнения

Потеря в весе в г/м2 через 24 ч

Карбонитрация с последующим оксидированием + полировка + оксидирование (QPQ)

0,34

Твердое хромирование: 12 мкм

7,10

Двойное хромирование: 20 мкм мягкого хрома, 25 мкм твердого хрома

7,20

Никель: 20 мкм

2,90

Тройное покрытие: 37 мкм меди, 45 мкм никеля, 1,3 мкм хрома

1,45

Это интересно: Карбид вольфрама — свойства и обработка сплава

Рекомендуемые предприятия в Самарской области

рекомендуем

ООО «Металлист-Тольятти»

Самарская обл., г. Тольятти, ул. Северная, д. 111

Рейтинг по отзывам:

(0.0)

Стаж (лет): 4
Сотрудников: 140
Площадь (м²): 10000
Станков: 83

Только качественная продукция в установленные сроки

Подробнее о предприятии
Показать услуги (68)

Горизонтально-расточные работы
Долбёжная обработка
Заточка инструмента
Зубодолбёжная обработка
Зубофрезерная обработка
Зубошлифовальные работы
Координатно-расточные работы
Круглошлифовальные работы
Механическая обработка на обрабатывающем центре
Нарезание резьбы
Плоскошлифовальные работы
Протягивание
Развертывание отверстий
Резьбошлифовальные работы
Сверление отверстий на станках с ЧПУ
Сверление отверстий на универсальных станках
Слесарные работы
Строгальная обработка
Токарная обработка на станках с ЧПУ
Токарная обработка на универсальных станках
Фрезерная обработка на станках с ЧПУ
Фрезерная обработка на универсальных станках
Шлицефрезерная обработка
Закалка ТВЧ
Нормализация
Объёмная закалка
Отжиг металла
Отпуск металла
Поверхностная закалка
Улучшение металла
Азотирование
Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)
Карбонитрация
Нитроцементация
Оксидирование
Цементация
Газовая/газопламенная/кислородная резка
Гидроабразивная резка
Лазерная резка
Плазменная резка
Резка на ленточнопильном станке
Вальцовка листового металла
Вальцовка профиля
Вальцовка пруткового металла
Вальцовка трубы
Гибка листового металла
Гибка на прессе
Аргонная (аргонодуговая) сварка
Газовая сварка
Пайка
Полуавтоматическая дуговая сварка
Ручная дуговая сварка
Визуально-измерительный контроль
Изготовление деталей по образцам заказчика
Изготовление деталей по чертежам заказчика
Изготовление нестандартных металлоконструкций
Изготовление типовых металлоконструкций
Контроль проникающими веществами
Магнитнопорошковый контроль
Изготовление изделий из алюминия
Обработка в дробемёте
Изготовление изделий из титана
Покраска кистью
Покраска краскопультом
Изготовление изделий из нержавеющей стали
Изготовление изделий из оцинкованной стали
Разработка технологических процессов
Ультразвуковой контроль

«Не нашли подходящего исполнителя? Разместите заказна портале и получайте предложения от предприятий уже сегодня.Это бесплатно и не займет много времени»

Разместить заказ

Рис. 7. Распределение твердости по толщине слоя нержавеющих сталей 20Х13 (1), 14Х17Н2 (2), 12Х18Н10Т (3). Карбонитрация 590 °С, 6 ч

Надежность и долговечность деталей из нержавеющих хромистых и аустенитных сталей, работающих в различных условиях эксплуатации, зависят не только от свойств основного металла, но и от состояния сравнительно тонких поверхностных слоев. В энергомашиностроении для повышения поверхностной твердости, износостойкости, задиростойкости, эрозионной стойкости, усталостной прочности этого класса конструкционных сталей применяют газовое азотирование. Но этот процесс, во-первых, слишком длительный, во-вторых, наблюдается деформация и коробление деталей, в-третьих, – фаза, образующаяся на поверхности при насыщении нержавеющих сталей азотом, оказывается очень хрупкой и её приходится удалять операцией шлифования. Сам технологический процесс газового азотирования усложняется, так как приходится вводить в муфель депассиватор, устраняющий окисную пленку с поверхности нержавеющих сталей.

Процесс жидкостной карбонитрации нержавеющих сталей лишен указанных недостатков. Скорость насыщения в расплаве солей выше, чем в газовых средах, а одновременное насыщение азотом и углеродом позволяет получать на поверхности стальных изделий карбонитридный слой высокой твердости (рис. 7) и практически лишенный хрупкости, в отличие от чисто нитридного. В результате отпадает необходимость последующей механической обработки, и, кроме того, карбонитридный слой существенно повышает износостойкость и снижает коэффициент трения поверхностных слоев контактирующих деталей до 5 раз. Это подтверждают сравнительные исследования значений коэффициента трения стали 10Х18Н10Т после закалки, газового азотирования и карбонитрации (рис. 8).

Выберите регион

Россия

  • Алтайский край
  • Белгородская область
  • Брянская область
  • Владимирская область
  • Волгоградская область
  • Вологодская область
  • Воронежская область
  • Ивановская область
  • Иркутская область
  • Кабардино-Балкарская Республика
  • Калужская область
  • Кемеровская область
  • Кировская область
  • Краснодарский край
  • Красноярский край
  • Курганская область
  • Курская область
  • Ленинградская область
  • Липецкая область
  • Московская область
  • Нижегородская область
  • Новгородская область
  • Новосибирская область
  • Омская область
  • Оренбургская область
  • Орловская область
  • Пензенская область
  • Пермский край
  • Псковская область
  • Республика Адыгея
  • Республика Башкортостан
  • Республика Дагестан
  • Республика Коми
  • Республика Крым
  • Республика Марий Эл
  • Республика Татарстан
  • Республика Хакасия
  • Ростовская область
  • Рязанская область
  • Самарская область
  • Саратовская область
  • Свердловская область
  • Смоленская область
  • Ставропольский край
  • Тамбовская область
  • Тверская область
  • Томская область
  • Тульская область
  • Тюменская область
  • Удмуртская Республика
  • Ульяновская область
  • Челябинская область
  • Чувашская Республика
  • Ярославская область

Предприятия в Нижегородской области

ООО «Совинтех»

Нижегородская обл., г. Нижний Новгород, ул. Чаадаева, д. 1УУ

Рейтинг по отзывам:

(0.0)

Стаж (лет): 21
Сотрудников: 150
Площадь (м²): 2000
Станков: 103

Подробнее о предприятии
Показать услуги (49)

Горизонтально-расточные работы
Заточка инструмента
Зенкерование отверстий
Зубофрезерная обработка
Координатно-расточные работы
Круглошлифовальные работы
Механическая обработка на обрабатывающем центре
Нарезание резьбы
Плоскошлифовальные работы
Протягивание
Развертывание отверстий
Сверление отверстий на станках с ЧПУ
Сверление отверстий на универсальных станках
Слесарные работы
Токарная обработка на станках с ЧПУ
Токарная обработка на универсальных станках
Фрезерная обработка на станках с ЧПУ
Фрезерная обработка на универсальных станках
Закалка ТВЧ
Нормализация
Объёмная закалка
Отжиг металла
Отпуск металла
Улучшение металла
Электроэрозионная обработка
Азотирование
Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)
Карбонитрация
Нитроцементация
Оксидирование
Цементация
Газовая/газопламенная/кислородная резка
Резка на ленточнопильном станке
Резка пресс-ножницами
Рубка на гильотинных ножницах
Аргонная (аргонодуговая) сварка
Газовая сварка
Листовая штамповка
Пробивка металла
Визуально-измерительный контроль
Изготовление деталей по образцам заказчика
Изготовление деталей по чертежам заказчика
Изготовление нестандартных металлоконструкций
Изготовление типовых металлоконструкций
Изготовление изделий из алюминия
Изготовление изделий из титана
Изготовление изделий из нержавеющей стали
Изготовление изделий из оцинкованной стали
Разработка 3D моделей по чертежам

ООО «ЛИТВЕСС»

Нижегородская обл., г. Городец, ул. Дорожная, д. 8А

Рейтинг по отзывам:

(0.0)

Стаж (лет): 9
Сотрудников: 20
Площадь (м²): 1000
Станков: 12

Подробнее о предприятии
Показать услуги (81)

Токарная обработка на универсальных станках
Токарная обработка на станках с ЧПУ
Фрезерная обработка на универсальных станках
Фрезерная обработка на станках с ЧПУ
Механическая обработка на обрабатывающем центре
Координатно-расточные работы
Горизонтально-расточные работы
Сверление отверстий на станках с ЧПУ
Развертывание отверстий
Нарезание резьбы
Зубофрезерная обработка
Зубодолбёжная обработка
Долбёжная обработка
Строгальная обработка
Круглошлифовальные работы
Плоскошлифовальные работы
Протягивание
Поверхностная закалка
Закалка ТВЧ
Отжиг металла
Отпуск металла
Нормализация
Криогенная обработка
Сорбитизация
Дисперсное твердение
Электроэрозионная обработка
Цементация
Азотирование
Оксидирование
Нитроцементация
Карбонитрация
Хромоалитирование
Хромосилицирование
Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)
Гальваническое покрытие медью (меднение, омеднение)
Гальваническое покрытие хромом (хромирование)
Гальваническое покрытие никелем (никелирование)
Наплавка
Плазменная резка
Гибка листового металла
Гибка на прессе
Вальцовка листового металла
Вальцовка трубы
Литье в песчаные формы (ПГС)
Литье в холоднотвердеющие смеси (ХТС)
Литье по легко газифицируемым моделям (ЛГМ)
Литье по легко выплавляемым моделям (ЛВМ)
Литье под давлением
Центробежное литье
Литье в кокиль
Литье в оболочковые формы
Литье
в шаблонные формы
Литье в керамические формы
Литье с безопочной формовкой
Литье с вакуумно-плёночной формовкой
Литье по чертежам заказчика
Ковка
Художественная ковка
Изготовление деталей по чертежам заказчика
Обработка в дробемёте
Обработка в галтовочном барабане
Изготовление типовых металлоконструкций
Изготовление нестандартных металлоконструкций
Объёмная закалка
Улучшение металла
Изготовление деталей по образцам заказчика
Изготовление изделий из нержавеющей стали
Изготовление изделий из алюминия
Изготовление изделий из титана
Химический анализ
Химическое фосфатирование
Травление металла
Многослойное покрытие медью и никелем
Многослойное покрытие медью, никелем и хромом
Электрохимическая полировка металла
Слесарные работы
Токарно-автоматные работы
Изготовление шестерен и зубчатых колес
Изготовление штампов и пресс-форм
Изготовление модельной оснастки
Изготовление технологической оснастки

«Не нашли подходящего исполнителя? Разместите заказна портале и получайте предложения от предприятий уже сегодня.Это бесплатно и не займет много времени»

Разместить заказ

Предприятия в Омской области

ООО ПК «Вектор»

Омская обл., г. Омск, ул. 2-я Казахстанская, д. 3

Рейтинг по отзывам:

(0.0)

Стаж (лет): 10
Сотрудников: 30
Площадь (м²): 1000
Станков: 20

Подробнее о предприятии
Показать услуги (119)

Горизонтально-расточные работы
Долбёжная обработка
Координатно-расточные работы
Механическая обработка на обрабатывающем центре
Нарезание резьбы
Сверление отверстий на станках с ЧПУ
Сверление отверстий на универсальных станках
Слесарные работы
Токарная обработка на станках с ЧПУ
Токарная обработка на универсальных станках
Фрезерная обработка на станках с ЧПУ
Фрезерная обработка на универсальных станках
Закалка ТВЧ
Нормализация
Объёмная закалка
Отжиг металла
Отпуск металла
Поверхностная закалка
Электроэрозионная обработка
Гальваническое покрытие никелем (никелирование)
Гальваническое покрытие цинком (цинкование, оцинковка)
Цементация
Оксидирование
Многослойное покрытие медью, никелем и хромом
Газовая/газопламенная/кислородная резка
Плазменная резка
Резка на ленточнопильном станке
Изготовление деталей по образцам заказчика
Изготовление деталей по чертежам заказчика
Изготовление нестандартных металлоконструкций
Изготовление изделий из алюминия
Изготовление изделий из нержавеющей стали
Изготовление изделий из оцинкованной стали
Разработка 3D моделей по чертежам
Алмазно-расточные работы
Заточка инструмента
Зенкерование отверстий
Зубодолбёжная обработка
Зубофрезерная обработка
Зубошлифовальные работы
Круглошлифовальные работы
Накатка резьбы
Плоскошлифовальные работы
Протягивание
Развертывание отверстий
Резьбошлифовальные работы
Строгальная обработка
Хонингование
Шлицефрезерная обработка
Дисперсное твердение
Криогенная обработка
Сорбитизация
Улучшение металла
Азотирование
Алитирование
Анодирование
Борирование
Бороалитирование
Газодинамическое напыление
Газотермическое напыление
Гальваническое покрытие медью (меднение, омеднение)
Гальваническое покрытие хромом (хромирование)
Карбонитрация
Многослойное покрытие медью и никелем
Нитроцементация
Плакирование
Силицирование
Термодиффузионное цинкование
Травление металла
Химическое фосфатирование
Хромоалитирование
Хромосилицирование
Цианирование
Электрохимическая полировка металла
Гидроабразивная резка

Лазерная резка
Поперечная резка рулонной стали
Продольная резка рулонной стали
Продольно-поперечная резка рулонной стали
Резка арматуры
Резка пресс-ножницами
Рубка на гильотинных ножницах
Фигурная резка труб
Вальцовка листового металла
Вальцовка профиля
Вальцовка пруткового металла
Вальцовка трубы
3D гибка проволоки
Гибка листового металла
Гибка на прессе
Гибка профиля
Гибка пруткового металла
Гибка трубы
Аргонная (аргонодуговая) сварка
Газовая сварка
Газопрессовая сварка
Диффузионная сварка
Дугопрессовая сварка
Контактная сварка
Кузнечная сварка
Лазерная сварка
Наплавка
Пайка
Полуавтоматическая дуговая сварка
Роботизированная сварка
Ручная дуговая сварка
Сварка арматуры
Сварка взрывом
Сварка под слоем флюса
Сварка труб
Сварка трением
Термитная сварка
Ультразвуковая сварка
Химическая сварка
Холодная сварка
Электронно-лучевая сварка
Визуально-измерительный контроль
Изготовление типовых металлоконструкций
Изготовление изделий из титана

«Не нашли подходящего исполнителя? Разместите заказна портале и получайте предложения от предприятий уже сегодня.Это бесплатно и не займет много времени»

Разместить заказ

Рис. 3. Распределение твердости по толщине слоя сталей 40Х (1), 40ХН (2), 40ХМФА (3), 30ХГСА (4). Карбонитрация 570 °С, 5 ч

К материалам ряда деталей паровых и гидравлических турбин предъявляются требования высокой коррозионной стойкости в сочетании с износостойкостью.

Так, детали узлов регулирования паровых турбин, работающие при температуре до 565 °С, должны обладать достаточной сопротивляемостью коррозионному и эрозионному воздействию пара, а также удовлетворительной износостойкостью в условиях сухого трения при взаимном перемещении. Детали сервомоторов, работающие в среде конденсата при температуре 70-80 °С, должны иметь высокую коррозионную стойкость и удовлетворительную работоспособность в условиях сухого трения или водяной смазки. Для поверхностного упрочнения этих деталей на заводах применяется технология газового азотирования. Но, как показано ниже, азотированный слой обладает в два раза меньшей стойкостью к износу по сравнению с карбонитрированным.

Испытания карбонитрированного слоя на износостойкость показывают наличие трех стадий. Первая стадия связана с приработкой и износом пористой верхней части карбонитрированного слоя (рис. 1, верхняя часть слоя толщиной 5 мкм) и занимает небольшое место в износе. Вторая характеризуется исключительно низкой скоростью износа карбонитридной фазы. Слой изнашивается без выкрашивания и сколов, что свидетельствует о его высокой пластичности и вязкости. Третья фаза относится к износу гетерофазного слоя. Здесь в массе феррита присутствуют дисперсные карбиды и нитриды железа и легирующих элементов, и такая структура вообще характеризуется высоким сопротивлением износу.

Сравнительные испытания на износостойкость различных видов диффузионных покрытий показывают, например: скорость износа стали 20 после цементации более, чем в 20 раз выше, чем после карбонитрации (см. таблицу) (рис. 4).

Метод химико- термической обработкиТолщина упрочненного слоя, мкмУсловия испытанийСкорость износа, мг/км пути трения
Нагрузка, НСкорость скольжения, м/с
Цементация8005000,50,15/180
80010001,5
Карбонитрация
Карбонитридный слой145000,50,007/5,5
1410001,5
Гетерофазный слой2705000,50,025/150
27010001,5
Примечание. Указана скорость износа при трении со смазкой (числитель) и без смазки (знаменатель)

Комплектующие

Кеги. Домашние пивовары обычно используют 19-литровые кеги Cornelius (Корнелиус) из нержавеющей стали. Такие кеги оборудованы фитингом balk-lock или pin-lock. Кеги pin-lock менее распространены, поскольку на их крышке нет клапана сброса давления. Чтобы сбросить давление на таких кегах, нужно нажать на входное отверстие газа. Рекомендуем выбрать один тип фитинга и всегда использовать кеги именно с ним, тогда вам не нужно будет переживать о коннекторах и фитингах.

Возможно, кег кажется дорогим, но он будет служить вам всю жизнь, сэкономит уйму времени и, самое главное, карбонизация будет такой идеальной, что вы, скорее всего, уже никогда не вернётесь к карбонизации в бутылках.

Все кеги сделаны из нержавеющей стали, имеют входной и выходной фитинг, крышку, в которую обычно встроен клапан сброса избыточного давления. Стандартный клапан сброса давления ball-lock срабатывает автоматически, но также может использоваться для сброса давления вручную. Некоторые кеги имеют прорезиненное основание и ручки.

Коннекторы и Фитинги. Каждый кег оборудован 2-мя фитингами: через один в ёмкость поступает CO₂ (вход), а через другой осуществляется розлив пива (выход). Быстроразъёмные соединения (коннекторы) используются для простоты подключения и могут быть как из пластика, так и из нержавеющей стали. Если фитинги pin-lock на вход и выход сильно отличаются друг от друга, то фитинги ball-lock выглядят практически идентично, поэтому следует купить коннекторы разного цвета, чтобы быстро их различать.

Газовый баллон. Углекислый газ карбонизирует пиво и выталкивает его из кега при розливе. Домашние пивовары чаще используют 5 л баллоны CO₂, поскольку их легче перемещать. Но если вы разливаете много пива и не беспокоитесь о мобильности, 10 л баллон стоит ненамного дороже.

Редуктор. Давление в газовом баллоне составляет примерно 55 атм. Редуктор навинчивается на баллон CO₂ и позволяет установить безопасное рабочее давление, которое будет отслеживаться с помощью манометра. Редуктор позволяет регулировать давление углекислого газа, поступающего из баллона.

Кран. Кран позволяет контролировать поток пива при розливе. Дешевле всего обойдётся кран «пикник». Для более эстетичного розлива можно использовать кегератор с пивным краном и башней.

Трубки. Баллон с газом и краник для розлива подсоединяются к коннекторам с помощью ПВХ-труок с пищевым допуском. Лучше всего выбрать трубки с внутренним диаметром 5 мм. Для начала купите трубку длиной 3 м, разрежьте её пополам и подсоедините по 1,5 м к входному и выходному коннектору.

Прокладки. Уплотнительные прокладки обеспечивают герметичность соединения. Такая прокладка есть на крышке. Если вы купили кег б/у, рекомендуется заменить все уплотнительные прокладки, особенно если на них есть пятна или они имеют запах.

Кегератор (или холодильник). Технически иметь холодильник для кегов необязательно, однако с ним карбонизировать будет гораздо легче. Люди любят пить пиво охлаждённым, к тому же при карбонизации при комнатной температуре понадобится гораздо более высокое давление (и более длинный шланг для розлива, чтобы компенсировать это!). При температуре 6°C пиво отлично закарбонизируется под давлением 0,7–0,8 атм, а при комнатной температуре чтобы добиться той же степени карбонизации потребуется давление 1,8–2 атм. Розлив при таком давлении требует очень длинного шланга, чтобы избыточное давление спало.

Разборка и мойка

Мойка новых кегов и комплектующих перед использованием не обязательна, но точно не навредит! Лучший способ убедиться, что всё тщательно вымыто — полностью разобрать кег.

Сначала сбросьте давление в кеге (даже в новом кеге часто бывает давление). Если кег оборудован клапаном сброса давления, используйте его. Если не оборудован, с помощью ключа или отвёртки нажмите на клапан входного фитинга (через который газ поступает в кег).

Затем поднимите зажим крышки, опустите крышку на пару сантиметров в ёмкость и вытащите её из ёмкости. Если крышку не получается сдвинуть, значит в кеге осталось давление и его необходимо спустить.

Сняв крышку, вы увидите большое уплотнительное кольцо. Снимите его. Затем открутите фитинги для газа и жидкости и снимите погружные трубки, расположенные под ними (к газовому фитингу присоединена короткая трубка, а к фитингу для розлива — длинная, достающая до дна кега). Каждый фитинг и трубка имеют небольшое уплотнительное кольцо. Если на прокладке появляются пятна или она начинает пахнуть, поменяйте её.

Полностью разобранный кег можно помыть. Сначала смойте видимую грязь. Затем заполните кег тёплой водой с необходимым количеством моющего средства и забросьте внутрь все отсоединённые детали. Дайте отстояться несколько часов. При необходимости используйте щётку или губку, чтобы избавиться от сложных загрязнений.

Вылейте моющий раствор и установите все детали кега, в том числе уплотнительные прокладки. Снова заполните кег тёплым моющим раствором, закройте крышкой и поставьте вверх дном на несколько часов. Затем слейте моющий раствор и тщательно ополосните горячей водой несколько раз.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации