Nitreerimisega töötlemine
Nitreeritud hammasrattad
Nitriiditöötlus viitab keemilisele kuumtöötlemisprotsessile, mille käigus lämmastikuaatomid imbuvad töödeldava detaili pinnale teatud keskkonnas teatud temperatuuril. Nitreeritud toodetel on suurepärane kulumiskindlus, väsimuskindlus, korrosioonikindlus ja vastupidavus kõrgele temperatuurile.
Siin heidame pilgu Netrexi videole, Netrex selgitab väga hästi, mis on nitreerimine.
Sissejuhatus nitriidiravisse
Traditsiooniliste legeerterase materjalide alumiinium-, kroom-, vanaadium- ja molübdeenelemendid on nitridimisel väga kasulikud. Kui need elemendid puutuvad kokku tekkivate lämmastikuaatomitega nitriiditemperatuuril, tekivad stabiilsed nitriidid.
Eelkõige ei toimi molübdeeni element mitte ainult nitriidide tekitava elemendina, vaid vähendab ka nitriiditemperatuuril tekkivat rabedust. Teiste legeerteraste elemendid, nagu nikkel, vask, räni, mangaan jne, ei aita nitridimisomadustele palju kaasa.
Üldiselt võib öelda, et kui teras sisaldab ühte või mitut nitriidi moodustavat elementi, on mõju pärast nitridimist suhteliselt hea. Nende hulgas on alumiinium tugevaim nitriidelement ja parimaid tulemusi annab nitrid 0,85–1,5 protsenti alumiiniumist.
Mis puudutab kroomi sisaldavat kroomterast, siis piisava sisalduse korral saab ka häid tulemusi. Süsinikterast sisaldavat sulamit aga pole, kuna nitridkiht on väga rabe ja kergesti eemaldatav, mistõttu see ei sobi terase nitreerimiseks.
Tavaliselt kasutatakse kuut järgmist nitridterast:
(1) Madallegeeritud teras, mis sisaldab alumiiniumi (standardne nitridteras)
(2) SAE 4100, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 seeria keskmise süsinikusisaldusega madala legeeritud teras, mis sisaldab kroomi.
(3) Kuumtöötlusteras (sisaldab umbes 5 protsenti kroomi) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) Ferriit- ja martensiitterasest SAE 400 seeria
(5) Austeniitsest roostevabast terasest SAE 300 seeria
(6) Sademega karastatud roostevaba teras 17-4PH, 17-7PH, A-286 jne.
Standardne alumiiniumi sisaldav nitreeritud teras võib pärast nitridimist saada kõrge kõvaduse ja kõrge kulumiskindlusega pinnakihi, kuid karastatud kiht on ka väga habras. Vastupidi, kroomi sisaldav vähelegeeritud teras on madalama kõvadusega, kuid karastatud kiht on sitkem, samuti on selle pinnal märkimisväärne kulumis- ja talakindlus. Seetõttu peaksite materjalide valimisel pöörama tähelepanu materjalide omadustele ja kasutama täielikult ära nende eelised, et täita osade funktsioone. Mis puutub tööriistaterastesse, nagu H11 (SKD61) D2 (SKD-11), siis neil on kõrge pinnakõvadus ja kõrge südamiku tugevus.
Mõju
Suurendage terasdetailide kulumiskindlust, pinna kõvadust, väsimuspiiri ja korrosioonikindlust.
Tehniline protsess
Osade pinnapuhastus enne nitrideerimist
Enamikku osi saab nitreerida kohe pärast gaasirasvaärastuse eemaldamist. Mõningaid osi tuleb puhastada ka bensiiniga, kuid kui lõplik töötlemismeetod enne nitridimist kasutab poleerimist, lihvimist, poleerimist jne, võib see tekitada pinnakihi, mis takistab nitridimist, mille tulemuseks on nitridimise järel ebaühtlane või ebaühtlane nitridimine.
Tekkisid defektid nagu paindumine. Sel ajal tuleks pinnakihi eemaldamiseks kasutada ühte kahest järgmisest meetodist. Esimese meetodi puhul kasutatakse enne nitridimist õli eemaldamiseks gaasi. Seejärel kasutage pinna liivapritsimiseks alumiiniumoksiidi pulbrit (abrasiivne puhastus). Teine meetod on pinnale fosfaatkatte kandmine.
Nitreerimisahju väljatõmbeõhk
Asetage töödeldud osad nitreerimisahju ja sulgege ahju kaas kuumenemiseks, kuid enne 150 kraadini kuumutamist peab ahi tühjaks saama. Ahju põhiülesanne on vältida plahvatusohtliku gaasi kokkupuudet õhuga ammoniaagi lagunemisel ning vältida töödeldava objekti pinna ja toe oksüdeerumist.
Gaasina kasutatakse ammoniaaki ja lämmastikku. Ahju õhu eemaldamiseks on vajalikud järgmised toimingud:
①Pärast töödeldavate osade paigaldamist suletakse ahju kaas ja käivitatakse veevaba ammoniaagigaas ning voolukiirus on võimalikult suur.
② Seadke küttekolde automaatne temperatuuriregulaator 150 kraadi peale ja alustage kütmist (pange tähele, et ahju temperatuur ei tohi olla kõrgem kui 150 kraadi).
③Kui ahju õhk eemaldatakse vähem kui 10 protsendini või heitgaas sisaldab üle 90 protsendi NH3, tõstetakse ahju temperatuur nitriidi temperatuurini.
Ammoniaagi lagunemise kiirus
Nitridimine toimub teiste legeerivate elementide kontakteerumisel tekkiva lämmastikuga, kuid tekkiva lämmastiku tootmisel muutub teras ise katalüsaatoriks, kui gaas ammoniaak puutub kokku kuumutatud terasega, et soodustada ammoniaagi lagunemist.
Kuigi nitridimist saab teostada erineva lagunemiskiirusega ammoniaagi all, on lagunemiskiirus üldiselt 15-30 protsenti ja nitridimiseks vajalik paksus säilib vähemalt 4-10 tundi ning töötlemistemperatuuri hoitakse umbes 520 kraadi.
Rahune maha
Enamikul tööstuslikel nitriidiahjudel on soojusvahetid, mis pärast nitriiditöö lõppu küttekolde ja töödeldud osad kiiresti jahutavad. See tähendab, et pärast nitridimise lõpetamist lülitatakse küttevõimsus välja, et vähendada ahju temperatuuri umbes 50 kraadi võrra, seejärel kahekordistatakse ammoniaagi voolukiirust ja käivitatakse soojusvaheti.
Sel ajal jälgige, kas väljalasketoruga ühendatud klaaspudelis ei voola üle mullid, mis kinnitavad ahju positiivset rõhku. Pärast seda, kui ahju juhitav ammoniaagigaas muutub stabiilseks, saab ammoniaagi voolukiirust vähendada, kuni säilib positiivne rõhk ahjus.
Kui ahju temperatuur langeb alla 150 kraadi, saab ahju kaane avada pärast õhu või lämmastiku sisestamist, kasutades ülalkirjeldatud gaasi eemaldamise meetodit ahjust.
Gaasnitridimine
Saksa AF ry avaldas gaasinitriidi 1923. aastal. Töödeldav detail asetati ahju ja NH3 gaas juhiti otse nitridimisahju 500-550 kraadi juures ja hoiti 20-100 tundi NH3 gaasi lagundamiseks. aatomi olekusse.
Terase pinnale kulumis- ja korrosioonikindla segukihi valmistamise põhieesmärk on (N)- ja (H)-gaasiga nitreerimine. Selle paksus on umbes 0.02-0,02 m/m ja selle iseloom on äärmiselt kõva Hv 1000–1200 ja äärmiselt rabe. NH3 lagunemiskiirus varieerub sõltuvalt voolukiirusest ja temperatuurist.
Mida suurem on voolukiirus, seda väiksem on lagunemiskiirus, mida väiksem on voolukiirus, seda suurem on lagunemiskiirus ja mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on lagunemiskiirus. Mida madalam on temperatuur, seda väiksem on lagunemiskiirus. NH3 gaas läbib termilise lagunemise 570 kraadi juures järgmiselt:
NH3 →〔N〕Fe pluss 3/2 H2
Seejärel difundeerub lagunenud N terase pinnale, moodustades. Fe2-3N-gaasnitriidi faas, üldine puudus on see, et kõvastunud kiht on õhuke ja nitridimisaeg pikk.
Gaasnitridimisel on madal efektiivsus NH3 lagunemise tõttu nitridimisel, seetõttu on üldiselt fikseeritud, et valida nitridimiseks sobivad terased, mis sisaldavad Al-, Cr-, Mo- ja muid nitridimiselemente, vastasel juhul ei ole nitridimine võimalik.
Üldiselt kasutatakse JIS-i ja SACM1. Uusi JIS-i, SACM645 ja SKD61 nimetatakse ka karastamiseks ja karastamiseks koos tugevdava ja karastava töötlusega. Kuna Al, Cr, Mo jne on kõik elemendid, mis tõstavad transformatsioonipunkti temperatuuri, on karastustemperatuur kõrgem ja ka karastustemperatuur kõrgem kui tavalistel legeerterastel. Karastushaprus ilmneb pikaajalisel kuumutamisel nitridimistemperatuuril, seetõttu rakendatakse karastus- ja karastustöötlust eelnevalt.
NH3 gaasinitreerimine, kuna pind on pika aja tõttu kare, kõva ja rabe, seda pole lihtne lihvida ja pikk aeg ei ole ökonoomne. Seda kasutatakse plastist survevalumasina toitetoru ja kruvivarda nitridimiseks.
Vedel nitridimine
Vedela nitrokarburiseerimise peamine erinevus seisneb selles, et nitriidikihis on Fe3Nε faas, Fe4Nr faas on olemas, kuid mitte Fe2Nξ faasi nitriid. ξ-faasi ühend on nitridimisprotsessis kõva ja rabe, mille sitkus ja vedel nitrokarburiseerimine Meetod on rooste eemaldamine, rasvaärastamine, töödeldava detaili eelkuumutamine ja nitriiditiiglisse asetamine.
Tiigel on valmistatud TF-1-st kui peamisest soolast ja seda kuumutatakse 560-600 kraadini mitu minutit kuni mitu tundi. , Nitriidikihi sügavus määratakse vastavalt töödeldava detaili väliskoormuse suurusele. Töötlemise ajal tuleb tiigli põhja sisestada õhutoru, et lagundada teatud kogus õhku nitrideerivat ainet CN-ks või CNO-ks, mis tungib ja hajub tööpinnale, nii et tooriku pinna kõige välimine ühend. on 8-9 massiprotsenti lämmastikku ja vähesel määral C-d ja difusioonikihti.
Lämmastikuaatomid difundeeruvad -Fe-alusesse, et muuta teras väsimiskindlamaks. Nitridimise perioodil on CNO lagunemise ja kulu tõttu vaja seetõttu pidevalt kontrollida soola koostist 6-8 töötlustunni jooksul, et reguleerida õhuhulka või lisada uut soola.
Vedela pehme nitriidi töötlemiseks kasutatav materjal on raudmetall. Pinna kõvadus pärast nitridimist on kõrgem, kui pinna kõvadus sisaldab Al, Cr, Mo, Ti ja mida rohkem kulda, seda madalam on nitridimissügavus, nt süsinikteras Hv 350 -650, roostevaba teras Hv {{1} }, nitreeritud teras Hv 800-1100.
Vedel nitrokarburiseerimine sobib kulumis- ja väsimuskindlatele autoosadele, õmblusmasinatele, kaameratele jne, nagu silindri vooderdise töötlemine, ventiilide töötlemine, kolvitoru töötlemine ja mittedeformeeruvad vormid. Vedelat nitrokarburiseerimist kasutavad riigid, sealhulgas Lääne-Euroopa riigid, USA, Nõukogude Liit ja Jaapan.
Ioonide nitreerimine
See meetod seisneb selles, et töödeldav detail asetatakse nitridimisahju, ahi imetakse eelnevalt vaakumiga 10-2-10-3 Torri (㎜Hg), seejärel sisestatakse gaas N2 või N2 pluss H2 segagaas ja ahi reguleeritakse nii, et see saavutaks {{4} } Torr, ühendage ahju korpus anoodiga, toorik katoodiga ja rakendage kahe pooluse vahele sadu volte alalispinget.
Sel ajal eraldatakse ahjus olev N2 gaas eredalt positiivseteks ioonideks ja liigub tööpinnale. Pinge langeb järsult, põhjustades positiivsete ioonide suurel kiirusel katoodi pinnale sööstmise, muutes kineetilise energia gaasienergiaks, nii et tooriku pinnatemperatuur võib lämmastikuioonide mõjul tõusta, pind töödeldava detaili osa pritsitakse Fe.CO ja muude elementidega, et ühendada need lämmastikuioonidega. Selle tulemusena adsorbeerub raudnitriid töödeldavale detailile järk-järgult, et tekitada nitriid.
Ioonnitriidimisel kasutatakse põhiliselt lämmastikku, aga kui lisada süsivesinikgaasi, saab seda kasutada ioonide pehmeks nitridimiseks, kuid üldiselt nimetatakse seda ioonlämmastikuks. Keemiline töötlemine, lämmastiku kontsentratsiooni tooriku pinnal saab reguleerida osarõhu suhte muutmisega. ahju täidetud segagaasist (N2 pluss H2).
Puhtalt ioonnitridimisel sisaldab ühefaasiline r' (Fe4N) struktuur tööpinnal lämmastikusisaldust. 5,7–6,1 massiprotsenti jääb kihi paksus vahemikku 10 μm. Segukiht on tugev ja mitte poorne ning seda ei ole kerge maha pudeneda. Kuna raudnitriid imendub töödeldavas detailis pidevalt ja difundeerub sisemusse, on struktuur pinnast sisemusse FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N muutub järjestikku, ühefaasiline ε (Fe3N) sisaldab 5.{13 }},0 massiprotsenti N ja ühefaasiline ξ (Fe2N) sisaldab 11.0-11,35 massiprotsenti.
Ioonnitridimisel genereeritakse esmalt r-faas ja seejärel lisatakse. Vesinikkarbiidi, epsilonfaasiks muutuva ühendikihi ja difusioonikihi puhul aitab difusioonikihi suurenemine palju kaasa väsimustugevuse suurenemisele. on parim ε-faasis.
Ioonnitriidi töötlemise aste võib alata 350 kraadist. Töötlemisaeg võib materjali ja sellega seotud mehaanilisi omadusi arvestades olla mitu minutit või isegi pikk. See meetod on sama, mis eelmine nitriiditöötlus termilise lagunemise meetodil. Meetod on erinev. Kuna see meetod kasutab kõrget ioonienergiat, saab materjale nagu roostevaba teras, titaan, koobalt jne, mida varem peeti raskesti töödeldavaks, kergesti töödelda ka suurepärase pinnakarastusega.
Kas teil on selle kohta konkreetseid küsimusiTöötlemisteenused? Võtke Yogiega ühendust!Meie müügiinsenerid töötavad teiega algusest lõpuni, et tagada teie projekti lõpuleviimine teie vajadustele vastavaks.
SamutiJoogaon professionaalne tootjaKaevandusseadmed, CNC tööpingidjaMasinaosadüle 20 aasta.
