Typpikäsittely
Nitratut vaihteet
Nitrauskäsittelyllä tarkoitetaan kemiallista lämpökäsittelyprosessia, jossa typpiatomit tunkeutuvat työkappaleen pintaan tietyssä väliaineessa tietyssä lämpötilassa. Nitratuilla tuotteilla on erinomainen kulutuskestävyys, väsymiskestävyys, korroosionkestävyys ja korkeiden lämpötilojen kestävyys.
Tässä katsomme Netrexin videota, Netrex selittää erittäin hyvin mitä nitridointi on.
Johdatus typpikäsittelyyn
Perinteisissä seosteräksissä olevat alumiini-, kromi-, vanadiini- ja molybdeenielementit ovat erittäin hyödyllisiä nitrauksessa. Kun nämä alkuaineet joutuvat kosketuksiin syntyvien typpiatomien kanssa nitridointilämpötilassa, muodostuu stabiileja nitridejä.
Erityisesti molybdeenielementti ei toimi vain elementtinä nitridien tuottamiseksi, vaan se myös vähentää haurautta, joka tapahtuu nitridointilämpötilassa. Muiden seosterästen alkuaineet, kuten nikkeli, kupari, pii, mangaani jne., eivät vaikuta paljoakaan typpipitoisuuksiin.
Yleisesti ottaen, jos teräs sisältää yhden tai useamman nitridiä muodostavan alkuaineen, vaikutus nitridauksen jälkeen on suhteellisen hyvä. Niistä alumiini on vahvin nitridielementti, ja nitrauksella 0,85–1,5 prosenttia alumiinia saadaan parhaat tulokset.
Mitä tulee kromipitoiseen kromiteräkseen, riittävällä pitoisuudella voidaan myös saada hyviä tuloksia. Mutta hiiliteräspitoista metalliseosta ei ole, koska nitrattu kerros on erittäin hauras ja helppo irrottaa, joten se ei sovellu teräksen nitraukseen.
Yleisesti käytettyjä nitridoiteräksiä on kuusi seuraavasti:
(1) Vähäseostettu teräs, joka sisältää alumiinia (tavallinen nitrattu teräs)
(2) SAE 4100, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 sarja keskihiilistä niukkaseosteista terästä, joka sisältää kromia.
(3) Kuumatyöstetty teräs (sisältää noin 5 prosenttia kromia) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) Ferriittinen ja martensiittinen ruostumaton teräs SAE 400 -sarja
(5) Austeniittista ruostumatonta terästä SAE 300 -sarja
(6) Sadekarkaisu ruostumaton teräs 17-4PH, 17-7PH, A-286 jne.
Tavallinen alumiinia sisältävä nitrattu teräs voi saada korkean kovuuden ja korkean kulutuskestävyyden pintakerroksen nitrauksen jälkeen, mutta karkaistu kerros on myös erittäin hauras. Kromipitoisella niukkaseosteisella teräksellä on päinvastoin pienempi kovuus, mutta karkaistu kerros on sitkeämpi ja sen pinnalla on myös huomattava kulutuskestävyys ja palkinkestävyys. Siksi materiaaleja valittaessa on kiinnitettävä huomiota materiaalien ominaisuuksiin ja hyödynnettävä täysimääräisesti niiden etuja osien toimintojen täyttämiseksi. Mitä tulee työkaluteräksiin, kuten H11 (SKD61) D2 (SKD-11), niillä on korkea pintakovuus ja korkea ydinlujuus.
Vaikutus
Lisää teräsosien kulutuskestävyyttä, pinnan kovuutta, väsymisrajaa ja korroosionkestävyyttä.
Tekninen prosessi
Osien pintapuhdistus ennen nitrausta
Useimmat osat voidaan nitrata heti kaasun rasvanpoiston jälkeen rasvanpoiston jälkeen. Jotkut osat on myös puhdistettava bensiinillä, mutta jos lopullisessa käsittelymenetelmässä ennen nitrausta käytetään kiillotusta, hiontaa, kiillotusta jne., se voi muodostaa pintakerroksen, joka estää nitraamisen, mikä johtaa epätasaiseen tai epätasaiseen nitraukseen nitrauksen jälkeen.
Tapahtui vikoja, kuten taipumista. Tällä hetkellä pintakerroksen poistamiseen tulee käyttää yhtä seuraavista kahdesta menetelmästä. Ensimmäinen menetelmä käyttää ensin kaasua öljyn poistamiseen ennen typpitystä. Käytä sitten alumiinioksidijauhetta pinnan hiekkapuhallukseen (hankaava puhdistus). Toinen tapa on levittää pinnalle fosfaattipinnoite.
Nitrausuunin poistoilma
Aseta käsitellyt osat typpiuuniin ja sulje uunin kansi lämpenemään, mutta ennen kuumennusta 150 asteeseen uuni on tyhjennettävä. Uunin päätehtävänä on estää räjähdysherkän kaasun joutuminen kosketukseen ilman kanssa ammoniakin hajoamisen yhteydessä sekä työstettävän esineen pinnan ja alustan hapettumista.
Käytetty kaasu on ammoniakki ja typpi. Tärkeimmät asiat ilman poistamiseksi uunista ovat seuraavat:
①Kun käsiteltävät osat on asennettu, uunin kansi suljetaan ja vedetön ammoniakkikaasu käynnistetään ja virtausnopeus on mahdollisimman suuri.
② Aseta lämmitysuunin automaattinen lämpötilansäätö 150 asteeseen ja aloita lämmitys (huomaa, että uunin lämpötila ei saa olla korkeampi kuin 150 astetta).
③Kun uunissa oleva ilma poistetaan alle 10 prosenttiin tai pakokaasu sisältää yli 90 prosenttia NH3:a, uunin lämpötila nostetaan typpilämpötilaan.
Ammoniakin hajoamisnopeus
Nitraus suoritetaan saattamalla muut seosaineet kosketukseen syntyvän typen kanssa, mutta syntyvän typen tuotanto tapahtuu siten, että teräksestä itsestään tulee katalysaattori, kun ammoniakkikaasu joutuu kosketuksiin kuumennetun teräksen kanssa edistääkseen ammoniakin hajoamista.
Vaikka nitraus voidaan suorittaa ammoniakin alla eri hajoamisnopeuksilla, hajoamisnopeus on yleensä 15-30 prosenttia ja nitraamiseen vaadittava paksuus säilyy vähintään 4-10 tuntia ja käsittelylämpötila pidetään noin 520 astetta.
Viilentyä
Useimmissa teollisissa nitrausuuneissa on lämmönvaihtimet, jotka jäähdyttävät nopeasti lämmitysuunin ja käsitellyt osat typpityön päätyttyä. Eli kun nitraus on valmis, lämmitysteho katkaistaan uunin lämpötilan alentamiseksi noin 50 astetta, minkä jälkeen ammoniakin virtausnopeus kaksinkertaistetaan ja lämmönvaihdin käynnistetään.
Tarkkaile tässä vaiheessa, onko pakoputkeen liitetyssä lasipullossa ylivuoto kuplia uunin ylipaineen vahvistamiseksi. Kun uuniin syötetty ammoniakkikaasu on stabiili, ammoniakin virtausnopeutta voidaan pienentää, kunnes positiivinen paine uunissa säilyy.
Kun uunin lämpötila laskee alle 150 astetta, uunin kansi voidaan avata ilman tai typen syöttämisen jälkeen käyttämällä edellä kuvattua menetelmää kaasun poistamiseksi uunista.
Kaasun nitraus
Saksalainen AF ry julkaisi kaasunitrauksen vuonna 1923. Työkappale asetettiin uuniin ja NH3-kaasua syötettiin suoraan typpiuuniin 500-550 asteessa ja pidettiin 20-100 tuntia NH3-kaasun hajottamiseksi. atomitilaan.
Typpikäsittely (N)- ja (H)-kaasulla on pääasiallinen tarkoitus tuottaa kulutusta ja korroosiota kestävä seoskerros teräksen pinnalle. Sen paksuus on noin 0.02-0,02 m/m, ja sen luonne on erittäin kova Hv 1000 ~ 1200 ja erittäin hauras. NH3:n hajoamisnopeus vaihtelee virtausnopeuden ja lämpötilan mukaan.
Mitä suurempi virtausnopeus, sitä pienempi hajoamisnopeus, mitä pienempi virtausnopeus, sitä suurempi hajoamisnopeus, ja mitä korkeampi lämpötila, sitä suurempi hajoamisnopeus. Mitä matalampi lämpötila, sitä pienempi hajoamisnopeus. NH3-kaasu läpikäy lämpöhajoamisen 570 asteessa seuraavasti:
NH3 →〔N〕Fe plus 3/2 H2
Hajoanut N diffundoituu sitten teräksen pintaan muodostaen. Vaihe Fe2-3N-kaasunitraus, yleinen haittapuoli on, että kovettunut kerros on ohut ja nitrausaika on pitkä.
Kaasunitrauksella on alhainen hyötysuhde johtuen NH3:n hajoamisesta nitridoinnissa, joten yleensä valitaan nitraukseen sopivia teräksiä, jotka sisältävät esimerkiksi Al:ta, Cr:a, Mo:ta ja muita nitrausalkuaineita, muuten nitraus ei ole mahdollista.
Yleensä käytetään JIS:ää ja SACM1:tä. Uusia JIS, SACM645 ja SKD61 kutsutaan myös karkaisuksi ja karkaisuksi vahvistavalla ja karkaisukäsittelyllä. Koska Al, Cr, Mo jne. ovat kaikki alkuaineita, jotka nostavat muunnospisteen lämpötilaa, sammutuslämpötila on korkeampi ja karkaisulämpötila on myös korkeampi kuin tavallisilla rakenneseosteräksillä. Karkaisuhaurautta esiintyy pitkäaikaisessa lämmityksessä typpilämpötilassa, joten karkaisu- ja karkaisukäsittely suoritetaan etukäteen.
NH3-kaasunitraus, koska pinta on karkea, kova ja hauras pitkän ajan vuoksi, sitä ei ole helppo hioa ja pitkä aika ei ole taloudellista. Sitä käytetään muoviruiskuvalukoneen syöttöputken ja ruuvitangon nitraamiseen.
Nestemäinen typpitys
Suurin ero nestemäisessä nitrohiilessä on, että nitridoidussa kerroksessa on Fe3Nε-faasi, Fe4Nr-faasi on olemassa, mutta ei Fe2Nξ-faasinitridi. ξ-faasiyhdiste on kovaa ja hauras nitrausprosessissa, jonka sitkeys on heikko, ja nestemäisessä typpihiiletyksessä Menetelmä on poistaa ruoste, poistaa rasva, esilämmittää työkappale ja sijoittaa se typpiupokkaaseen.
Upokas on valmistettu TF-1:sta pääsuolana, ja se kuumennetaan 560-600 asteeseen useista minuuteista useisiin tunteihin. , Typpikerroksen syvyys määräytyy työkappaleeseen kohdistuvan ulkoisen kuormituksen koon mukaan. Prosessoinnin aikana upokkaan pohjalle on asetettava ilmaputki, jotta tietty määrä ilman typpiainetta hajoaa CN:ksi tai CNO:ksi, joka tunkeutuu ja diffundoituu työpinnalle, jotta työkappaleen pinnan uloin yhdiste on 8-9 painoprosenttia typpeä ja pieni määrä C:tä ja diffuusiokerrosta.
Typpiatomit diffundoituvat -Fe-emäkseen tehden teräksestä väsymystä kestävämmän. Nitridointijakson aikana CNO:n hajoamisen ja kulutuksen vuoksi on siksi välttämätöntä testata suolan koostumusta jatkuvasti 6-8 tunnin käsittelyn aikana ilmamäärän säätämiseksi tai uuden suolan lisäämiseksi.
Nestemäisessä pehmeätyppikäsittelyssä käytetty materiaali on rautametallia. Nitrauksen jälkeinen pinnan kovuus on korkeampi, jos pintakovuus sisältää Al, Cr, Mo, Ti, ja mitä enemmän kultaa, sitä matalampi on nitraussyvyys, kuten hiiliteräs Hv 350 -650, ruostumaton teräs Hv {{1} }, nitrattu teräs Hv 800-1100.
Nestemäinen nitrohiiletys soveltuu kulutusta ja väsymistä kestäviin auton osiin, ompelukoneisiin, kameroihin jne., kuten sylinterin vuorauksen käsittelyyn, venttiilien käsittelyyn, männän putkien käsittelyyn ja muotoutumattomiin muotteihin. Nestemäistä typpihiiletystä käyttävät maat ovat Länsi-Euroopan maat, Yhdysvallat, Neuvostoliitto ja Japani.
Ionitridaus
Tämä menetelmä on asettaa työkappale typpiuuniin, imuroida uuni 10-2-10-3 Torriin (㎜Hg) etukäteen, sitten lisätä N2-kaasua tai N2 plus H2-sekoitettua kaasua ja säätää uunia saavuttamaan {{4} } Torr, liitä uunin runko anodiin, työkappale katodiin ja syötä satoja voltteja tasajännite kahden navan väliin.
Tällä hetkellä uunissa oleva N2-kaasu purkautuu kirkkaasti positiivisiksi ioneiksi ja siirtyy työpinnalle. Jännite laskee jyrkästi, jolloin positiiviset ionit ryntäävät katodin pintaan suurella nopeudella, muuttaen kineettistä energiaa kaasuenergiaksi, jolloin työkappaleen pintalämpötila voi nousta typpi-ionien vaikutuksesta, pintaan. Työkappaleesta roiskutetaan Fe.CO:ta ja muita elementtejä, jotka yhdistyvät typpi-ionien kanssa. Tämän seurauksena rautanitridi adsorboituu vähitellen työkappaleeseen tuottaen nitridiä.
Ionitridauksessa käytetään periaatteessa typpeä, mutta jos hiilivetykaasua lisätään, sitä voidaan käyttää ionipehmeän nitridaukseen, mutta sitä kutsutaan yleisesti ionityppiksi Kemiallinen käsittely, työkappaleen pinnan typpipitoisuutta voidaan säätää muuttamalla osapainesuhdetta uuniin täytetystä kaasuseoksesta (N2 plus H2).
Puhtaalla ioninitridauksella työpinnalla oleva yksifaasinen r′ (Fe4N) -rakenne sisältää N-pitoisuutta. 5,7-6,1 painoprosenttia kerroksen paksuus on 10 μm. Seoskerros on vahva eikä huokoinen, eikä se ole helppo pudota. Koska rautanitridi imeytyy jatkuvasti työkappaleeseen ja diffundoituu sisäpuolelle, rakenne pinnasta sisäpuolelle on FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N muuttuu järjestyksessä, yksivaiheinen ε (Fe3N) sisältää 5.{13 }},0 painoprosenttia typpeä, ja yksifaasinen ξ (Fe2N) sisältää 11.0-11,35 painoprosenttia.
Ionitridaus synnyttää ensin r-faasin ja lisää sitten vetykarbidin tapauksessa epsilonfaasiksi muuttuvan yhdistekerroksen ja diffuusiokerroksen diffuusiokerroksen lisääntyminen myötävaikuttaa suuresti väsymislujuuden kasvuun. on paras ε-vaiheessa.
Ioninitrauskäsittelyn aste voi alkaa 350 astetta. Käsittelyaika voi olla useita minuutteja tai materiaalin ja siihen liittyvien mekaanisten ominaisuuksien huomioon ottaen jopa pitkä aika. Tämä menetelmä on sama kuin edellinen nitrauskäsittely lämpöhajotusmenetelmällä. Menetelmä on erilainen. Koska tämä menetelmä käyttää suurta ionienergiaa, materiaalit, kuten ruostumaton teräs, titaani, koboltti jne., joita aiemmin pidettiin vaikeasti käsiteltävissä, voidaan myös helposti käsitellä erinomaisella pintakarkaisulla.
Onko sinulla erityisiä kysymyksiä koskienKoneistuspalvelut? Ota yhteyttä Yogieen!Myyntiinsinöörimme työskentelevät kanssasi alusta loppuun varmistaakseen, että projektisi valmistuu tarpeidesi mukaan.
Myös,Yogieon ammattimainen valmistajaKaivoslaitteet, CNC-työstökoneet, jaKoneiden osatyli 20 vuoden ajan.
