Rawatan nitriding
Gear nitrid
Rawatan nitriding merujuk kepada proses rawatan haba kimia di mana atom nitrogen menyusup ke permukaan bahan kerja dalam medium tertentu pada suhu tertentu. Produk nitrided mempunyai rintangan haus yang sangat baik, rintangan keletihan, rintangan kakisan, dan rintangan suhu tinggi.
Di sini kita lihat video Netrex, Netrex menerangkan dengan baik apa itu nitriding.
Pengenalan kepada Rawatan Nitriding
Unsur aluminium, kromium, vanadium dan molibdenum dalam bahan keluli aloi tradisional sangat membantu untuk nitriding. Apabila unsur-unsur ini bersentuhan dengan atom nitrogen yang baru lahir pada suhu nitrida, nitrida yang stabil terbentuk.
Khususnya, unsur molibdenum bukan sahaja bertindak sebagai unsur untuk menghasilkan nitrida tetapi juga bertindak sebagai pengurangan kerapuhan yang berlaku pada suhu nitrida. Unsur-unsur dalam keluli aloi lain, seperti nikel, kuprum, silikon, mangan, dan lain-lain, tidak banyak menyumbang kepada ciri-ciri nitriding.
Secara umumnya, jika keluli mengandungi satu atau lebih unsur pembentuk nitrida, kesan selepas nitriding adalah agak baik. Antaranya, aluminium ialah unsur nitrida terkuat, dan nitriding dengan 0.85 hingga 1.5 peratus aluminium mempunyai hasil terbaik.
Setakat keluli kromium yang mengandungi kromium, jika terdapat kandungan yang mencukupi, hasil yang baik juga boleh diperolehi. Tetapi tiada keluli karbon yang mengandungi aloi kerana lapisan nitridanya sangat rapuh dan mudah terkelupas, jadi ia tidak sesuai untuk keluli nitrida.
Terdapat enam keluli nitriding yang biasa digunakan seperti berikut:
(1) Keluli aloi rendah yang mengandungi aluminium (keluli nitrided standard)
(2) SAE 4100, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 siri keluli aloi rendah karbon sederhana yang mengandungi kromium.
(3) Keluli acuan kerja panas (mengandungi kira-kira 5 peratus kromium) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) Keluli tahan karat feritik dan martensit siri SAE 400
(5) Keluli tahan karat Austenit siri SAE 300
(6) Keluli tahan karat pengerasan kerpasan 17-4PH, 17-7PH, A-286, dsb.
Keluli nitrided standard yang mengandungi aluminium boleh memperoleh kekerasan yang tinggi dan lapisan permukaan rintangan haus yang tinggi selepas nitriding, tetapi lapisan yang mengeras juga sangat rapuh. Sebaliknya, keluli aloi rendah yang mengandungi kromium mempunyai kekerasan yang lebih rendah, tetapi lapisan yang mengeras lebih keras, dan permukaannya juga mempunyai rintangan haus dan rintangan rasuk yang besar. Oleh itu, apabila memilih bahan, anda harus memberi perhatian kepada ciri-ciri bahan dan menggunakan sepenuhnya kelebihannya untuk memenuhi fungsi bahagian tersebut. Bagi keluli alat seperti H11 (SKD61) D2 (SKD-11), ia mempunyai kekerasan permukaan yang tinggi dan kekuatan teras yang tinggi.
Kesan
Tingkatkan rintangan haus, kekerasan permukaan, had keletihan, dan rintangan kakisan bahagian keluli.
Proses teknikal
Pembersihan permukaan bahagian sebelum nitriding
Kebanyakan bahagian boleh dinitrida serta-merta selepas nyahgris dengan penyahgris gas. Sesetengah bahagian juga perlu dibersihkan dengan petrol, tetapi jika kaedah pemprosesan terakhir sebelum nitriding menggunakan penggilap, pengisaran, penggilap, dll., ia mungkin menghasilkan lapisan permukaan yang menghalang nitriding, mengakibatkan nitriding tidak sekata atau tidak sekata selepas nitriding.
Kecacatan seperti lenturan berlaku. Pada masa ini, salah satu daripada dua kaedah berikut harus digunakan untuk mengeluarkan lapisan permukaan. Kaedah pertama pertama menggunakan gas untuk mengeluarkan minyak sebelum nitriding. Kemudian gunakan serbuk alumina untuk sandblast permukaan (pembersihan kasar). Kaedah kedua ialah menggunakan salutan fosfat ke permukaan.
Udara ekzos relau nitriding
Letakkan bahagian yang diproses dalam relau nitriding dan tutup penutup relau untuk memanaskan, tetapi sebelum dipanaskan hingga 150 darjah, relau mesti habis. Fungsi utama relau adalah untuk menghalang gas letupan daripada bersentuhan dengan udara apabila ammonia terurai, dan untuk mengelakkan pengoksidaan permukaan objek yang diproses dan sokongan.
Gas yang digunakan ialah ammonia dan nitrogen. Perkara-perkara penting untuk mengeluarkan udara dalam relau adalah seperti berikut:
①Selepas bahagian yang akan diproses dipasang, penutup relau dimeteraikan, dan gas ammonia kontang dimulakan, dan kadar aliran setinggi mungkin.
②Tetapkan kawalan suhu automatik relau pemanasan kepada 150 darjah dan mulakan pemanasan (perhatikan bahawa suhu relau tidak boleh lebih tinggi daripada 150 darjah ).
③Apabila udara di dalam relau dialihkan kepada kurang daripada 10 peratus, atau gas ekzos mengandungi lebih daripada 90 peratus NH3, maka suhu relau dinaikkan kepada suhu nitriding.
Kadar penguraian ammonia
Nitriding dijalankan dengan menghubungi unsur pengaloian lain dengan nitrogen yang baru lahir, tetapi penghasilan nitrogen yang baru lahir ialah keluli itu sendiri menjadi pemangkin apabila gas ammonia bersentuhan dengan keluli yang dipanaskan untuk menggalakkan penguraian ammonia.
Walaupun nitriding boleh dilakukan di bawah ammonia dengan pelbagai kadar penguraian, kadar penguraian biasanya 15-30 peratus, dan ketebalan yang diperlukan untuk nitriding dikekalkan selama sekurang-kurangnya 4-10 jam, dan suhu rawatan dikekalkan pada kira-kira 520 darjah.
Sejukkan badan
Kebanyakan relau nitriding industri mempunyai penukar haba untuk menyejukkan relau pemanasan dan bahagian yang diproses dengan cepat selepas kerja nitriding selesai. Iaitu, selepas nitriding selesai, kuasa pemanasan dimatikan untuk mengurangkan suhu relau kira-kira 50 darjah, dan kemudian kadar aliran ammonia digandakan dan penukar haba dimulakan.
Pada masa ini, beri perhatian untuk memerhati sama ada terdapat gelembung melimpah dalam botol kaca yang disambungkan ke paip ekzos untuk mengesahkan tekanan positif dalam relau. Selepas gas ammonia yang dimasukkan ke dalam relau menjadi stabil, kadar aliran ammonia boleh dikurangkan sehingga tekanan positif dalam relau dikekalkan.
Apabila suhu relau turun di bawah 150 darjah, penutup relau boleh dibuka selepas memasukkan udara atau nitrogen menggunakan kaedah mengeluarkan gas dalam relau seperti yang diterangkan di atas.
Gas nitriding
Gas nitriding telah diterbitkan oleh German AF ry pada tahun 1923. Bahan kerja diletakkan di dalam relau, dan gas NH3 dimasukkan terus ke dalam relau nitriding pada 500-550 darjah dan disimpan selama 20-100 jam untuk mengurai gas NH3 ke dalam keadaan atom.
Rawatan nitriding dengan gas (N) dan gas (H) adalah tujuan utama untuk menghasilkan lapisan kompaun yang tahan haus dan tahan kakisan pada permukaan keluli. Ketebalannya kira-kira 0.02-0.02m/m, dan sifatnya adalah sangat keras Hv 1000 ~1200, dan sangat rapuh. Kadar penguraian NH3 berbeza-beza bergantung kepada kadar alir dan suhu.
Semakin besar kadar alir, semakin rendah kadar penguraian, semakin kecil kadar alir, semakin tinggi kadar penguraian, dan semakin tinggi suhu, semakin tinggi kadar penguraian. Semakin rendah suhu, semakin rendah kadar penguraian. Gas NH3 mengalami penguraian terma pada 570 darjah seperti berikut:
NH3 →〔N〕Fe tambah 3/2 H2
N yang terurai kemudian meresap ke dalam permukaan keluli untuk terbentuk. Fasa Fe2-3N gas nitriding, kelemahan umum ialah lapisan yang mengeras adalah nipis dan masa nitriding adalah panjang.
Nitriding gas mempunyai kecekapan yang rendah disebabkan oleh penguraian NH3 untuk nitriding, jadi ia biasanya ditetapkan untuk memilih keluli yang sesuai untuk nitriding, seperti mengandungi Al, Cr, Mo dan unsur nitriding lain, jika tidak, nitriding tidak akan dapat dilakukan.
Secara amnya, JIS dan SACM1 digunakan. JIS baharu, SACM645 dan SKD61 juga dipanggil pelindapkejutan dan pembajaan dengan rawatan pengukuhan dan peneguhan. Kerana Al, Cr, Mo, dsb. adalah semua unsur yang meningkatkan suhu titik transformasi, suhu pelindapkejutan adalah lebih tinggi, dan suhu pembajaan juga lebih tinggi daripada keluli aloi struktur biasa. Kerapuhan pembajaan berlaku semasa pemanasan lama pada suhu nitriding, jadi rawatan pelindapkejutan dan pembajaan digunakan terlebih dahulu.
Nitriding gas NH3, kerana permukaannya kasar, keras dan rapuh kerana masa yang lama, ia tidak mudah untuk mengisar, dan masa yang lama tidak menjimatkan. Ia digunakan untuk nitriding tiub suapan dan rod skru mesin pengacuan suntikan plastik.
Nitriding cecair
Perbezaan utama cecair nitrokarburizing ialah terdapat fasa Fe3Nε dalam lapisan nitrided, fasa Fe4Nr wujud tetapi tidak Fe2Nξ fasa nitrida. Kompaun fasa ξ adalah keras dan rapuh dalam proses nitriding, yang lemah dalam keliatan, dan nitrokarburizing cecair Kaedahnya adalah untuk menghilangkan karat, nyahgris, memanaskan bahan kerja dan meletakkannya di dalam bekas nitriding.
Pisau diperbuat daripada TF-1 sebagai garam utama, dan ia dipanaskan pada 560-600 darjah selama beberapa minit hingga beberapa jam. , Kedalaman lapisan nitriding ditentukan mengikut saiz beban luaran pada bahan kerja. Semasa pemprosesan, tiub udara mesti dimasukkan di bahagian bawah pijar untuk menguraikan sejumlah agen nitriding udara ke dalam CN atau CNO, yang akan menembusi dan meresap ke permukaan kerja, Supaya sebatian terluar permukaan bahan kerja ialah 8-9 peratus berat N dan sejumlah kecil C dan lapisan resapan.
Atom nitrogen meresap ke dalam asas -Fe untuk menjadikan keluli lebih tahan lesu. Semasa tempoh nitriding, disebabkan oleh penguraian dan penggunaan CNO, Oleh itu, adalah perlu untuk terus menguji komposisi garam dalam 6-8 jam rawatan untuk melaraskan isipadu udara atau menambah garam baru.
Bahan yang digunakan untuk rawatan nitriding lembut cecair ialah logam besi. Kekerasan permukaan selepas nitriding lebih tinggi jika kekerasan permukaan mengandungi Al, Cr, Mo, Ti, dan semakin banyak kandungan emas, semakin cetek kedalaman nitriding, seperti keluli karbon Hv 350 -650, keluli tahan karat Hv {{1} }, keluli nitrid Hv 800-1100.
Nitrokarburizing cecair sesuai untuk bahagian kereta yang tahan haus dan tahan lesu, mesin jahit, kamera, dsb., seperti pemprosesan pelapik silinder, pemprosesan injap, pemprosesan tong omboh, dan acuan tidak boleh ubah bentuk. Negara yang menggunakan nitrokarburisasi cecair termasuk negara Eropah Barat, Amerika Syarikat, Kesatuan Soviet dan Jepun.
Nitriding ion
Kaedah ini adalah untuk meletakkan bahan kerja dalam relau nitriding, mengosongkan relau kepada 10-2-10-3 Torr (㎜Hg) terlebih dahulu, kemudian memperkenalkan gas N2 atau N2 campur gas campuran H2, dan laraskan relau untuk mencapai {{4} } Torr, sambungkan badan relau ke anod, bahan kerja ke katod, dan gunakan beratus volt voltan DC di antara dua kutub.
Pada masa ini, gas N2 dalam relau akan dilepaskan dengan terang ke dalam ion positif dan bergerak ke permukaan kerja. Voltan menurun secara mendadak, menyebabkan ion positif tergesa-gesa ke permukaan katod pada kelajuan tinggi, mengubah tenaga kinetik menjadi tenaga gas, supaya suhu permukaan bahan kerja boleh meningkat, disebabkan oleh kesan ion nitrogen, permukaan daripada bahan kerja disimbah dengan Fe.CO dan unsur-unsur lain untuk bergabung dengan ion nitrogen. FeN, sebagai hasilnya, nitrida besi secara beransur-ansur terjerap pada bahan kerja untuk menghasilkan nitriding.
Nitriding ion pada asasnya menggunakan nitrogen, tetapi jika gas hidrokarbon ditambah, ia boleh digunakan untuk nitriding lembut ion, tetapi ia biasanya dipanggil rawatan kimia ion nitrogen, kepekatan nitrogen pada permukaan bahan kerja boleh diselaraskan dengan menukar nisbah tekanan separa. daripada gas bercampur (N2 tambah H2) yang diisi dalam relau.
Apabila nitriding ion tulen, struktur r′ (Fe4N) fasa tunggal pada permukaan kerja mengandungi kandungan N Pada 5.7 hingga 6.1 peratus berat, ketebalan lapisan adalah dalam lingkungan 10μm. Lapisan kompaun adalah kuat dan tidak berliang, dan ia tidak mudah jatuh. Oleh kerana nitrida besi sentiasa diserap oleh bahan kerja dan meresap ke bahagian dalam, struktur dari permukaan ke bahagian dalam ialah FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N perubahan dalam urutan, fasa tunggal ε (Fe3N) mengandungi 5.{{13 }}.0 peratus berat N dan fasa tunggal ξ (Fe2N) mengandungi 11.0-11.35 peratus berat.
Nitriding ion mula-mula menghasilkan fasa r dan kemudian menambah Dalam kes hidrogen karbida, lapisan sebatian dan lapisan resapan yang berubah menjadi fasa epsilon, peningkatan dalam lapisan resapan menyumbang banyak kepada peningkatan kekuatan keletihan. Kebolehhakisan adalah terbaik dalam fasa ε.
Tahap rawatan nitriding ion boleh bermula dari 350 darjah. Masa rawatan boleh menjadi beberapa minit atau bahkan masa yang lama mempertimbangkan bahan dan sifat mekanikal yang berkaitan. Kaedah ini adalah sama seperti rawatan nitriding sebelumnya menggunakan kaedah penguraian terma. Kaedahnya berbeza. Oleh kerana kaedah ini menggunakan tenaga ion tinggi, bahan seperti keluli tahan karat, titanium, kobalt, dll., yang dianggap sukar untuk dirawat pada masa lalu, juga boleh dirawat dengan mudah dengan pengerasan permukaan yang sangat baik.
Adakah anda mempunyai sebarang soalan khusus tentangPerkhidmatan Pemesinan? Hubungi Yogie!Jurutera jualan kami akan bekerjasama dengan anda dari awal hingga akhir untuk memastikan projek anda disiapkan mengikut keperluan anda.
Juga,Yogieadalah pengilang profesional untukperalatan perlombongan, Alat Mesin CNC, danBahagian jenteraselama lebih 20 tahun.
