Tretman nitriranjem
Nitrirani zupčanici
Obrada nitriranjem odnosi se na proces kemijske toplinske obrade u kojem atomi dušika infiltriraju površinu obratka u određenom mediju na određenoj temperaturi. Nitrirani proizvodi imaju izvrsnu otpornost na trošenje, otpornost na zamor, otpornost na koroziju i otpornost na visoke temperature.
Ovdje ćemo pogledati Netrexov video, Netrex jako dobro objašnjava što je nitriranje.
Uvod u obradu nitriranjem
Elementi aluminija, kroma, vanadija i molibdena u tradicionalnim materijalima od legiranog čelika vrlo su korisni za nitriranje. Kada ti elementi dođu u kontakt s novonastalim atomima dušika na temperaturi nitriranja, nastaju stabilni nitridi.
Konkretno, element molibdena ne samo da djeluje kao element za stvaranje nitrida, već također djeluje kao smanjenje lomljivosti do koje dolazi pri temperaturi nitriranja. Elementi u drugim legiranim čelicima, kao što su nikal, bakar, silicij, mangan itd., ne doprinose mnogo karakteristikama nitriranja.
Općenito govoreći, ako čelik sadrži jedan ili više elemenata koji tvore nitrid, učinak nakon nitriranja je relativno dobar. Među njima, aluminij je najjači nitridni element, a nitriranje s 0.85 do 1,5 posto aluminija ima najbolje rezultate.
Što se tiče kromnog čelika koji sadrži krom, ako ima dovoljno sadržaja, također se mogu postići dobri rezultati. Ali ne postoji legura koja sadrži ugljični čelik jer je nitrirani sloj vrlo krt i lako se odlijepi, pa nije prikladan za nitriranje čelika.
Postoji šest uobičajeno korištenih čelika za nitriranje kako slijedi:
(1) Niskolegirani čelik koji sadrži aluminij (standardni nitrirani čelik)
(2) Serije SAE 4100, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 srednje ugljičnog niskolegiranog čelika koji sadrži krom.
(3) Čelik za kalupe za vrući rad (sadrži oko 5 posto kroma) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) Feritni i martenzitni nehrđajući čelik serije SAE 400
(5) Austenitni nehrđajući čelik serije SAE 300
(6) Nehrđajući čelik s taložnim otvrdnjavanjem 17-4PH, 17-7PH, A-286, itd.
Standardni nitrirani čelik koji sadrži aluminij može nakon nitriranja dobiti površinski sloj visoke tvrdoće i visoke otpornosti na trošenje, ali je očvrsnuti sloj također vrlo krt. Naprotiv, niskolegirani čelik koji sadrži krom ima manju tvrdoću, ali je očvrsnuti sloj čvršći, a njegova površina također ima značajnu otpornost na trošenje i otpornost na gredu. Stoga pri odabiru materijala treba obratiti pozornost na karakteristike materijala iu potpunosti iskoristiti njihove prednosti kako bi se zadovoljile funkcije dijelova. Što se tiče alatnih čelika kao što je H11 (SKD61) D2 (SKD-11), oni imaju visoku površinsku tvrdoću i veliku čvrstoću jezgre.
Posljedica
Povećajte otpornost na trošenje, površinsku tvrdoću, granicu zamora i otpornost na koroziju čeličnih dijelova.
Tehnički proces
Površinsko čišćenje dijelova prije nitriranja
Većina dijelova može se nitrirati odmah nakon odmašćivanja plinskim odmašćivanjem. Neke dijelove također je potrebno očistiti benzinom, ali ako konačna metoda obrade prije nitriranja koristi poliranje, brušenje, poliranje itd., može proizvesti površinski sloj koji ometa nitriranje, što rezultira neravnomjernim ili neravnomjernim nitriranjem nakon nitriranja.
Došlo je do nedostataka poput savijanja. U ovom trenutku treba upotrijebiti jednu od sljedeće dvije metode za uklanjanje površinskog sloja. Prva metoda prvo koristi plin za uklanjanje ulja prije nitriranja. Zatim upotrijebite prah glinice za pjeskarenje površine (abrazivno čišćenje). Druga metoda je nanošenje fosfatnog premaza na površinu.
Ispušni zrak peći za nitriranje
Stavite obrađene dijelove u peć za nitriranje i zatvorite poklopac peći da se zagriju, ali prije zagrijavanja na 150 stupnjeva, peć se mora isprazniti. Glavna funkcija peći je spriječiti kontakt eksplozivnog plina sa zrakom pri raspadu amonijaka, te spriječiti oksidaciju površine predmeta obrade i nosača.
Korišteni plin je amonijak i dušik. Osnove za uklanjanje zraka iz peći su sljedeće:
①Nakon što se ugrade dijelovi koji se obrađuju, poklopac peći se zabrtvi i pokreće se bezvodni plin amonijak, a brzina protoka je što je moguće veća.
②Postavite automatsku kontrolu temperature peći za grijanje na 150 stupnjeva i pokrenite grijanje (imajte na umu da temperatura peći ne može biti viša od 150 stupnjeva).
③Kada se zrak u peći ukloni na manje od 10 posto ili ispušni plin sadrži više od 90 posto NH3, tada se temperatura peći povećava na temperaturu nitriranja.
Brzina razgradnje amonijaka
Nitriranje se provodi kontaktiranjem drugih legirajućih elemenata s nascentnim dušikom, ali proizvodnja nascentnog dušika je da sam čelik postaje katalizator kada plinoviti amonijak dođe u kontakt sa zagrijanim čelikom kako bi pospješio razgradnju amonijaka.
Iako se nitriranje može izvesti pod amonijakom s različitim brzinama razgradnje, stopa razgradnje općenito je 15-30 posto, a debljina potrebna za nitriranje održava se najmanje 4-10 sati, a temperatura obrade održava se na oko 520 stupnjeva.
Smiri se
Većina industrijskih peći za nitriranje ima izmjenjivače topline za brzo hlađenje peći za grijanje i obrađenih dijelova nakon završetka nitriranja. To jest, nakon završetka nitriranja, snaga grijanja se isključuje kako bi se smanjila temperatura peći za oko 50 stupnjeva, a zatim se brzina protoka amonijaka udvostruči i izmjenjivač topline se pokreće.
U ovom trenutku, obratite pažnju i promatrajte postoje li mjehurići koji se prelijevaju u staklenoj boci spojenoj na ispušnu cijev kako biste potvrdili pozitivan tlak u peći. Nakon što plin amonijak uveden u peć postane stabilan, brzina protoka amonijaka može se smanjiti dok se ne održi pozitivan tlak u peći.
Kada temperatura peći padne ispod 150 stupnjeva, poklopac peći se može otvoriti nakon uvođenja zraka ili dušika koristeći metodu uklanjanja plina iz peći kao što je gore opisano.
Plinsko nitriranje
Plinsko nitriranje objavio je njemački AF ry 1923. godine. Izradak je stavljen u peć, a plin NH3 izravno je doveden u peć za nitriranje na 500-550 stupnjeva i držan 20-100 sati za razgradnju plina NH3 u atomsko stanje.
Obrada nitriranjem (N) plinom i (H) plinom glavna je svrha proizvodnje sloja spoja otpornog na habanje i koroziju na površini čelika. Debljina mu je oko 0.02-0.02 m/m, a priroda mu je iznimno tvrda Hv 1000 ~1200 i iznimno krta. Brzina razgradnje NH3 varira ovisno o brzini protoka i temperaturi.
Što je veća brzina protoka, to je niža stopa razgradnje, što je manja brzina protoka, to je veća stopa razgradnje, a što je viša temperatura, to je veća stopa razgradnje. Što je temperatura niža, to je niža stopa razgradnje. Plin NH3 podvrgava se toplinskom razlaganju na 570 stupnjeva kako slijedi:
NH3 →〔N〕Fe plus 3/2 H2
Razgrađeni N zatim difundira na površinu čelika i formira se. Fazno Fe{0}}N plinsko nitriranje, opći je nedostatak što je očvrsli sloj tanak i vrijeme nitriranja je dugo.
Plinsko nitriranje ima nisku učinkovitost zbog razgradnje NH3 za nitriranje, tako da je općenito fiksno odabrati čelike prikladne za nitriranje, poput onih koji sadrže Al, Cr, Mo i druge elemente nitriranja, inače nitriranje neće biti moguće.
Općenito se koriste JIS i SACM1. Novi JIS, SACM645 i SKD61 također se nazivaju kaljenjem i kaljenjem s tretmanom ojačavanja i ojačavanja. Budući da su Al, Cr, Mo, itd. svi elementi koji povećavaju temperaturu točke transformacije, temperatura kaljenja je viša, a temperatura kaljenja je također viša nego kod uobičajenih konstrukcijskih legiranih čelika. Pri dugotrajnom zagrijavanju na temperaturi nitriranja dolazi do krhkosti pri kaljenju, pa se obrada kaljenja i popuštanja primjenjuje unaprijed.
Nitriranje plinom NH3, jer je površina hrapava, tvrda i lomljiva zbog dugog vremena, nije ga lako brusiti, a dugo vrijeme nije ekonomično. Koristi se za nitriranje dovodne cijevi i vijka stroja za brizganje plastike.
Tekuće nitriranje
Glavna razlika tekućeg nitrokarburiranja je u tome što postoji Fe3Nε faza u nitriranom sloju, Fe4Nr faza postoji, ali ne i Fe2Nξ faza nitrid. Spoj ξ faze je tvrd i krhak u procesu nitriranja, koji je slab u žilavosti, a tekuća nitrokarburizacija. Metoda je uklanjanje hrđe, odmašćivanje, prethodno zagrijavanje obratka i njegovo stavljanje u lončić za nitriranje.
Lonac je napravljen od TF-1 kao glavne soli i zagrijava se do 560-600 stupnjeva nekoliko minuta do nekoliko sati. , Dubina sloja nitriranja određuje se prema veličini vanjskog opterećenja izratka. Tijekom obrade, zračna cijev mora biti umetnuta na dno lončića za razgradnju određene količine sredstva za nitriranje zraka u CN ili CNO, koji će prodrijeti i difundirati na radnu površinu, tako da najudaljeniji spoj površine obratka iznosi 8-9 težinskih postotaka N i male količine C i difuzijskog sloja.
Atomi dušika difundiraju u -Fe bazu kako bi čelik bio otporniji na zamor. Tijekom razdoblja nitriranja, zbog razgradnje i potrošnje CNO, stoga je potrebno kontinuirano ispitivati sastav soli u 6-8 sati obrade kako bi se prilagodio volumen zraka ili dodala nova sol.
Materijal koji se koristi za obradu tekućim mekim nitriranjem je metalno željezo. Površinska tvrdoća nakon nitriranja veća je ako površinska tvrdoća sadrži Al, Cr, Mo, Ti, a što je više zlata, dubina nitriranja je manja, kao što je ugljični čelik Hv 350 -650, nehrđajući čelik Hv {{1} }, nitrirani čelik Hv 800-1100.
Tekuće nitrokarburiziranje prikladno je za automobilske dijelove otporne na habanje i zamor, šivaće strojeve, kamere itd., kao što je obrada košuljice cilindra, obrada ventila, obrada cijevi klipa i nedeformabilni kalupi. Zemlje koje koriste tekuće nitrokarburiranje uključuju zapadnoeuropske zemlje, Sjedinjene Države, Sovjetski Savez i Japan.
Ionsko nitriranje
Ovom se metodom izradak stavlja u peć za nitriranje, peć se unaprijed vakuumira na 10-2-10-3 Torr (㎜Hg), zatim se uvodi plin N2 ili miješani plin N2 plus H2 i podešava peć da dostigne {{4} } Torr, spojite tijelo peći na anodu, radni komad na katodu i primijenite stotine volti istosmjernog napona između dva pola.
U to vrijeme, plin N2 u peći će se svijetlo isprazniti u pozitivne ione i pomaknuti na radnu površinu. Napon naglo pada, uzrokujući da pozitivni ioni jurnu na površinu katode velikom brzinom, pretvarajući kinetičku energiju u energiju plina, tako da temperatura površine obratka može porasti, zbog utjecaja iona dušika, površine radnog komada poprska se Fe.CO i drugim elementima za spajanje s ionima dušika. FeN, kao rezultat toga, željezni nitrid se postupno adsorbira na obradak da bi se proizvelo nitriranje.
Ionsko nitriranje u osnovi koristi dušik, ali ako se doda plin ugljikovodika, može se koristiti za ionsko meko nitriranje, ali se općenito naziva ionski dušik Kemijska obrada, koncentracija dušika na površini obratka može se prilagoditi promjenom omjera parcijalnog tlaka miješanog plina (N2 plus H2) napunjenog u peć.
Kod čistog ionskog nitriranja, jednofazna r′ (Fe4N) struktura na radnoj površini sadrži sadržaj N. Pri 5,7 do 6,1 posto mase, debljina sloja je unutar 10μm. Složeni sloj je čvrst i nije porozan te nije lako otpasti. Budući da radni komad neprestano apsorbira željezni nitrid i difundira u unutrašnjost, struktura od površine prema unutrašnjosti je FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N mijenja se u nizu, jednofazni ε (Fe3N) sadrži 5.{{13 }}.0 tež. posto N, a jednofazni ξ (Fe2N) sadrži 11.0-11.35 tež.
Ionsko nitriranje najprije stvara r fazu, a zatim dodaje. U slučaju vodikovog karbida, sloj spoja i difuzijski sloj koji se mijenjaju u epsilon fazu, povećanje difuzijskog sloja uvelike doprinosi povećanju čvrstoće na zamor. najbolji je u ε fazi.
Stupanj obrade ionskim nitriranjem može početi od 350 stupnjeva. Vrijeme obrade može biti nekoliko minuta ili čak dugo s obzirom na materijal i njegova mehanička svojstva. Ova metoda je ista kao i prethodna obrada nitriranjem metodom toplinske razgradnje. Metoda je drugačija. Budući da ova metoda koristi visoku ionsku energiju, materijali kao što su nehrđajući čelik, titan, kobalt itd., koji su se u prošlosti smatrali teškima za obradu, također se mogu lako tretirati uz izvrsno površinsko otvrdnjavanje.
Imate li konkretnih pitanja oUsluge strojne obrade? Kontaktirajte Yogie!Naši inženjeri prodaje radit će s vama od početka do kraja kako bi osigurali da vaš projekt bude dovršen prema vašim zahtjevima.
Također,Yogije profesionalni proizvođač zaRudarska oprema, CNC alatni strojevi, iDijelovi strojevapreko 20 godina.
