Соляные ванны широко используют для термической и химико-термической обработки стальных изделий (деталей машин, инструмента и др.), так как обладают целым рядом положительных качеств. Преимущество соляных ванн перед всеми другими нагревательными устройствами проявляется в быстрой и равномерной передаче тепла нагреваемому изделию, в возможности точного регулирования температуры и высокой экономичности. Кроме того, расплавленные соли хорошо защищают стальные поверхности от окисления и других вредных воздействий [1–5].
Расплавы цианистых солей, благодаря высокой способности насыщать поверхность стали азотом и углеродом, до недавнего времени применялись в машиностроении и особенно широко в инструментальном производстве. Однако, несмотря на высокую эффективность, их использование в настоящее время повсеместно запрещено по экологическим соображениям, ввиду чрезвычайной токсичности цианидов [3, 4].
Нами предложен способ цианирования стальных изделий, заключающийся в том, что на упрочняемую поверхность стального изделия наносится цианирующая паста, после чего оно погружается в соляную ванну, разогретую до требуемой температуры, и выдерживается в расплаве солей до получения диффузионного слоя необходимой глубины. Расход цианирующей пасты при таком способе упрочнения весьма невелик, так как толщина покрытия не превышает 1,5 мм и оно наносится не на все поверхности детали, а только на те, которые требуют упрочнения. Поэтому использование такого способа цианирования совершенно безопасно с экологической точки зрения.
Был проведен эксперимент. На образцы из стали Ст3 наносилась цианирующая паста следующего состава (% масс): сажа газовая ДГ6 — 80%; железосинеродистый калий K4Fe (CN)6 — 20%. Тщательно смешанные компоненты доводились до пастообразного состояния с помощью глино-песчаного раствора.
Образцы с нанесенным на них слоем цианирующей пасты высушивались в сушильном шкафу при температуре 75…85 º С в течение 1 ч., после чего погружались в ванну из смеси расплавленных солей (% масс): углекислый натрий Na2CO3 — 50%; хлористый натрий NaCl — 50%. Температура полного расплавления смеси названных солей ~ 630 º С, рабочие температуры ванны — 800 и 900 º С.