Особенности процесса азотирования литья в ЛГМ технологии

Как известно, внутриформенное азотирование стального литья наиболее просто и малозатратно получается по ЛГМ технологии, т. к. для этого сама технология создаёт все условия. Процесс внутриформенного азотирования литья строится на неукоснительном соблюдении принципов векторной технологии ЛГМ.

Из опытно - исследовательских работ ученых прошлого и настоящего столетий известно, что углерод снижает растворимость азота в железе. Как известно, при заливке фронт поднимающегося зеркала жидкого металла вызывает газификацию полистирола модели при температуре 300...400 градусов. Данные газы состоят и из углеродосодержащих фракций СН4 и СО, которые препятствуют образованию соединений Fe - N (нитридов железа). С целью исключения указанного в этом процессе должен присутствовать кислород. Кислород окисляет СН4 и СО до СО2 и убирает препятствия для образования нитридов железа. Сам процесс образования указанных соединений железа проходит при температурах выше 1500 градусов, т.е. на зеркале жидкого металла.

Азот реагирует с кислородом, образуя оксид азота:
N2 + O2 = 2NO. А возникший NO реагирует далее с кислородом, образуя двуокись азота:
2NO + O2 = 2NO2. Двуокись азота является очень сильным окислителем и его основной функцией в данных условиях является образование соединений Fe - N (нитридов железа). Что и является конечной целью процесса внутриформенного азотирования стального литья. Для обеспечения протекания указанных реакций в форму подаётся кислород и азот. Подача азота и кислорода в форму строго нормирована и составляет на 1 тонну жидкого металла в форме: кислорода - 8...10 дм3/мин; азота - 25...30 дм3/мин. Но очень важно, обеспечить указанную последовательность реакций окисления СН4, СО и образования соединений Fe - N с разнесением по высоте над фронтом подъёма зеркала жидкого металла с равномерным подводом к нему кислорода и азота. В противном случае можно получить "ликвацию азотирования" по периметру фронта подъёма жидкого металла. Задача не такая простая, как может показаться не опытному специалисту.

Для наглядности проблемы на рис. 1 приведена схема обтекания отливки потоками азота и кислорода. Но существует ещё одна важная проблема - при увеличении потока газов с одной стороны пеномодели появляется избыток кислорода, который не может вступить в указанные реакции. В этой ситуации двуокись азота, являясь очень сильным окислителем, при температуре 1500 град. способствует протеканию бурной реакции SiOn +  NO + O2  с большим выделением тепла. А в реальности происходит взрыв, с выбросом всего содержимого контейнера. И это в период заливки формы. При квалифицированном подходе к технологии указанная опасность равна нулю. Поэтому при постановке на производство технологии азотирования стального литья по ЛГМ процессу обязательно привлечение соответствующих  специалистов, которые должны обеспечить необходимой для этого контейнерной оснасткой и техпроцессом.  

Аматорский подход не допустим.