Tratament de nitrurare
Angrenaje nitrurate
Tratamentul de nitrurare se referă la un proces de tratament termic chimic în care atomii de azot se infiltrează pe suprafața piesei de prelucrat într-un anumit mediu la o anumită temperatură. Produsele nitrurate au rezistență excelentă la uzură, rezistență la oboseală, rezistență la coroziune și rezistență la temperatură ridicată.
Aici aruncăm o privire la videoclipul Netrex, Netrex explică foarte bine ce este nitrurarea.
Introducere în tratamentul cu nitrurare
Elementele din aluminiu, crom, vanadiu și molibden din materialele tradiționale din oțel aliat sunt foarte utile pentru nitrurare. Când aceste elemente vin în contact cu atomii de azot în curs de dezvoltare la temperatura de nitrurare, se formează nitruri stabile.
În special, elementul de molibden nu numai că acționează ca un element pentru generarea de nitruri, ci acționează și ca o reducere a fragilității care apare la temperatura de nitrurare. Elementele din alte oțeluri aliate, cum ar fi nichelul, cuprul, siliciul, manganul etc., nu contribuie prea mult la caracteristicile de nitrurare.
În general, dacă oțelul conține unul sau mai multe elemente care formează nitrură, efectul după nitrurare este relativ bun. Dintre acestea, aluminiul este cel mai puternic element de nitrură, iar nitrurarea cu 0,85 până la 1,5% aluminiu are cele mai bune rezultate.
În ceea ce privește oțelul crom cu conținut de crom, dacă există suficient conținut, se pot obține și rezultate bune. Dar nu există oțel carbon care conține aliaj, deoarece stratul nitrurat este foarte fragil și ușor de dezlipit, deci nu este potrivit pentru nitrurarea oțelului.
Există șase oțeluri de nitrurare utilizate în mod obișnuit, după cum urmează:
(1) Oțel slab aliat care conține aluminiu (oțel nitrurat standard)
(2) Seria SAE 4100, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 de oțel aliat cu carbon mediu cu conținut scăzut de crom.
(3) Oțel pentru prelucrare la cald (conținând aproximativ 5 procente de crom) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) Oțel inoxidabil feritic și martensitic seria SAE 400
(5) Oțel inoxidabil austenitic seria SAE 300
(6) Oțel inoxidabil cu întărire prin precipitații 17-4PH, 17-7PH, A-286 etc.
Oțelul nitrurat standard care conține aluminiu poate obține un strat de suprafață cu duritate mare și rezistență mare la uzură după nitrurare, dar stratul întărit este, de asemenea, foarte fragil. Dimpotrivă, oțelul slab aliat cu conținut de crom are o duritate mai mică, dar stratul întărit este mai dur, iar suprafața sa are și o rezistență considerabilă la uzură și rezistență la fascicul. Prin urmare, atunci când selectați materiale, ar trebui să acordați atenție caracteristicilor materialelor și să utilizați pe deplin avantajele acestora pentru a îndeplini funcțiile pieselor. În ceea ce privește oțelurile pentru scule, cum ar fi H11 (SKD61) D2 (SKD-11), acestea au o duritate mare a suprafeței și o rezistență ridicată a miezului.
Efect
Creșteți rezistența la uzură, duritatea suprafeței, limita de oboseală și rezistența la coroziune a pieselor din oțel.
Proces tehnic
Curățarea suprafeței pieselor înainte de nitrurare
Majoritatea pieselor pot fi nitrurate imediat după degresare prin degresare cu gaz. Unele piese trebuie, de asemenea, curățate cu benzină, dar dacă metoda finală de procesare înainte de nitrurare utilizează lustruire, șlefuire, lustruire etc., se poate produce un strat de suprafață care împiedică nitrurarea, rezultând nitrurare neuniformă sau neuniformă după nitrurare.
Au apărut defecte precum îndoirea. În acest moment, ar trebui utilizată una dintre următoarele două metode pentru a îndepărta stratul de suprafață. Prima metodă folosește mai întâi gaz pentru a îndepărta uleiul înainte de nitrurare. Apoi utilizați pulbere de alumină pentru a șlefui suprafața (curățare abrazivă). A doua metodă este aplicarea stratului de fosfat pe suprafață.
Aer evacuat din cuptorul de nitrurare
Puneți piesele prelucrate în cuptorul de nitrurare și etanșați capacul cuptorului pentru a se încălzi, dar înainte de încălzire la 150 de grade, cuptorul trebuie să fie epuizat. Funcția principală a cuptorului este de a preveni contactul gazului exploziv cu aerul atunci când amoniacul este descompus și de a preveni oxidarea suprafeței obiectului prelucrat și a suportului.
Gazul folosit este amoniacul și azotul. Elementele esențiale pentru eliminarea aerului din cuptor sunt următoarele:
①După ce piesele de prelucrat sunt instalate, capacul cuptorului este sigilat și gazul de amoniac anhidru este pornit, iar debitul este cât mai mare posibil.
②Setați controlul automat al temperaturii cuptorului de încălzire la 150 de grade și începeți încălzirea (rețineți că temperatura cuptorului nu poate fi mai mare de 150 de grade).
③Când aerul din cuptor este îndepărtat la mai puțin de 10 la sută sau gazul de eșapament conține mai mult de 90 la sută NH3, atunci temperatura cuptorului crește până la temperatura de nitrurare.
Viteza de descompunere a amoniacului
Nitrurarea se realizează prin contactarea altor elemente de aliere cu azotul în curs de dezvoltare, dar producția de azot în curs de dezvoltare este că oțelul însuși devine un catalizator atunci când gazul de amoniac intră în contact cu oțelul încălzit pentru a promova descompunerea amoniacului.
Deși nitrurarea poate fi efectuată sub amoniac cu diferite viteze de descompunere, viteza de descompunere este în general de 15-30 procente, iar grosimea necesară pentru nitrurare este menținută timp de cel puțin 4-10 ore, iar temperatura de tratament este menținută la aproximativ 520 de grade.
Răcire
Majoritatea cuptoarelor de nitrurare industriale au schimbătoare de căldură pentru a răci rapid cuptorul de încălzire și piesele prelucrate după finalizarea lucrărilor de nitrurare. Adică, după terminarea nitrurării, puterea de încălzire este oprită pentru a reduce temperatura cuptorului cu aproximativ 50 de grade, apoi debitul de amoniac este dublat și schimbătorul de căldură este pornit.
În acest moment, acordați atenție pentru a observa dacă există bule care revarsă în sticla de sticlă conectată la țeava de evacuare pentru a confirma presiunea pozitivă în cuptor. După ce gazul de amoniac introdus în cuptor devine stabil, debitul de amoniac poate fi redus până când presiunea pozitivă în cuptor este menținută.
Când temperatura cuptorului scade sub 150 de grade, capacul cuptorului poate fi deschis după introducerea aerului sau azotului folosind metoda de îndepărtare a gazului din cuptor, așa cum este descris mai sus.
Nitrurarea gazoasă
Nitrurarea cu gaz a fost publicată de German AFry în 1923. Piesa de prelucrat a fost plasată într-un cuptor, iar NH3 gazos a fost introdus direct în cuptorul de nitrurare la grade 500-550 și păstrat timp de 20-100 ore pentru a descompune gazul NH3. intr-o stare atomica.
Tratamentul de nitrurare cu gaz (N) și gaz (H) este scopul principal al producerii unui strat compus rezistent la uzură și coroziune pe suprafața oțelului. Grosimea sa este de aproximativ 0.02-0.02m/m, iar natura sa este extrem de dura Hv 1000 ~1200 și extrem de fragilă. Viteza de descompunere a NH3 variază în funcție de debit și temperatură.
Cu cât debitul este mai mare, cu atât rata de descompunere este mai mică, cu atât debitul este mai mic, cu atât este mai mare viteza de descompunere și cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mare viteza de descompunere. Cu cât temperatura este mai mică, cu atât rata de descompunere este mai mică. Gazul NH3 suferă descompunere termică la 570 de grade, după cum urmează:
NH3 →〔N〕Fe plus 3/2 H2
N-ul descompus difuzează apoi în suprafața oțelului pentru a se forma. Faza de nitrurare cu gaz Fe2-3N, dezavantajul general este că stratul întărit este subțire și timpul de nitrurare este lung.
Nitrurarea cu gaz are o eficiență scăzută din cauza descompunerii NH3 pentru nitrurare, așa că, în general, este fixat să se selecteze oțeluri potrivite pentru nitrurare, cum ar fi care conțin Al, Cr, Mo și alte elemente de nitrurare, altfel nitrurarea nu va fi posibilă.
În general, sunt utilizate JIS și SACM1. Noile JIS, SACM645 și SKD61 sunt numite și călire și călire cu tratament de întărire și întărire. Deoarece Al, Cr, Mo etc. sunt toate elemente care cresc temperatura punctului de transformare, temperatura de călire este mai mare, iar temperatura de revenire este, de asemenea, mai mare decât cea a oțelurilor aliate structurale obișnuite. Frigibilitatea de călire apare în timpul încălzirii de lungă durată la temperatura de nitrurare, astfel încât tratamentul de călire și revenire se aplică în prealabil.
Nitrurarea cu gaz NH3, deoarece suprafața este aspră, dură și fragilă din cauza timpului îndelungat, nu este ușor de măcinat, iar timpul lung nu este economic. Este utilizat pentru nitrurarea tubului de alimentare și a tijei șurubului mașinii de turnat prin injecție de plastic.
Nitrurare lichidă
Principala diferență a nitrocarburizării lichide este că există o fază Fe3Nε în stratul nitrurat, faza Fe4Nr există, dar nu și nitrură de fază Fe2Nξ. Compusul de fază ξ este dur și casant în procesul de nitrurare, care este slabă ca duritate și nitrocarburare lichidă. Metoda este de a îndepărta rugina, degresarea, preîncălzirea piesei de prelucrat și plasarea acesteia într-un creuzet de nitrurare.
Crezetul este făcut din TF-1 ca sare principală și este încălzit la 560-600 grade timp de câteva minute până la câteva ore. , Adâncimea stratului de nitrurare este determinată în funcție de dimensiunea sarcinii externe pe piesa de prelucrat. În timpul procesării, un tub de aer trebuie introdus în partea de jos a creuzetului pentru a descompune o anumită cantitate de agent de nitrurare a aerului în CN sau CNO, care va pătrunde și va difuza pe suprafața de lucru, astfel încât compusul cel mai exterior al suprafeței piesei de prelucrat este 8-9 procente în greutate de N și o cantitate mică de C și stratul de difuzie.
Atomii de azot difuzează în baza -Fe pentru a face oțelul mai rezistent la oboseală. In perioada de nitrurare, datorita descompunerii si consumului de CNO, de aceea, este necesar sa se testeze continuu compozitia sarii in 6-8 ore de tratament pentru a regla volumul de aer sau adauga sare noua.
Materialul folosit pentru tratamentul de nitrurare moale lichidă este fierul metalic. Duritatea suprafeței după nitrurare este mai mare dacă duritatea suprafeței conține Al, Cr, Mo, Ti și cu cât conținutul de aur este mai mare, cu atât adâncimea de nitrurare este mai mică, cum ar fi oțelul carbon Hv 350 -650, oțelul inoxidabil Hv {{1} }, oțel nitrurat Hv 800-1100.
Nitrocarburarea lichidă este potrivită pentru piese de automobile rezistente la uzură și oboseală, mașini de cusut, camere foto etc., cum ar fi prelucrarea căptușelii cilindrului, prelucrarea supapelor, prelucrarea cilindrului pistonului și matrițele nedeformabile. Țările care folosesc nitrocarburarea lichidă includ țările din Europa de Vest, Statele Unite ale Americii, Uniunea Sovietică și Japonia.
Nitrurarea ionică
Această metodă este de a plasa o piesă de prelucrat într-un cuptor de nitrurare, de a aspira cuptorul la 10-2-10-3 Torr (㎜Hg) în avans, apoi de a introduce gaz N2 sau N2 plus gaz amestecat de H2 și de a regla cuptorul pentru a ajunge la {{4} } Torr, conectați corpul cuptorului la anod, piesa de prelucrat la catod și aplicați sute de volți de tensiune DC între cei doi poli.
În acest moment, gazul N2 din cuptor va fi descărcat puternic în ioni pozitivi și se va muta pe suprafața de lucru. Tensiunea scade brusc, determinând ionii pozitivi să se repetă la suprafața catodului cu o viteză mare, transformând energia cinetică în energie gazoasă, astfel încât temperatura de suprafață a piesei de prelucrat să poată crește, datorită impactului ionilor de azot, suprafața a piesei de prelucrat este stropită cu Fe.CO și alte elemente pentru a se combina cu ioni de azot. FeN, ca urmare, nitrura de fier este adsorbită treptat pe piesa de prelucrat pentru a produce nitrurare.
Nitrurarea ionică folosește practic azot, dar dacă se adaugă hidrocarbură gazoasă, poate fi folosită pentru nitrurarea ionică moale, dar se numește în general azot ionic Tratament chimic, concentrația de azot de pe suprafața piesei de prelucrat poate fi ajustată prin modificarea raportului de presiune parțială a gazului amestecat (N2 plus H2) umplut în cuptor.
La nitrurarea ionică pură, o structură monofazată r′ (Fe4N) de pe suprafața de lucru conține conținut de azot La 5,7 până la 6,1 procente în greutate, grosimea stratului este de 10μm. Stratul compus este puternic și nu este poros și nu este ușor să cadă. Deoarece nitrura de fier este absorbită constant de piesa de prelucrat și difuzează în interior, structura de la suprafață către interior este FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N se modifică în succesiune, ε monofazat (Fe3N) conține 5.{{13 }},0 procente în greutate de N, iar ξ monofazat (Fe2N) conține 11,0-11,35 procente în greutate.
Nitrurarea ionică generează mai întâi faza r și apoi adaugă. În cazul carburii de hidrogen, stratul compus și stratul de difuzie care se transformă în faza epsilon, creșterea stratului de difuzie contribuie foarte mult la creșterea rezistenței la oboseală. este cel mai bun în faza ε.
Gradul de tratare cu nitrurare ionică poate începe de la 350 de grade. Timpul de tratament poate fi de câteva minute sau chiar de mult, având în vedere materialul și proprietățile mecanice aferente acestuia. Această metodă este aceeași cu tratamentul de nitrurare anterior folosind metoda de descompunere termică. Metoda este diferită. Deoarece această metodă utilizează energie ionică ridicată, materiale precum oțel inoxidabil, titan, cobalt etc., care erau considerate dificil de tratat în trecut, pot fi de asemenea tratate cu ușurință cu o întărire excelentă a suprafeței.
Aveți întrebări specifice despreServicii de prelucrare? Contactează-l pe Yogie!Inginerii noștri de vânzări vor lucra cu dumneavoastră de la început până la sfârșit pentru a se asigura că proiectul dumneavoastră este finalizat conform cerințelor dumneavoastră.
De asemenea,Yogieeste un producător profesionist pentruEchipament minier, Mașini-unelte CNC, șiPiese de utilajede peste 20 de ani.
