Vues: 236 Auteur: Anebon Publish Heure: 2024-12-13 Origine: Site
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● 1. Introduction à la nitrade
● 2. Application du principe de nitrative
● 3. Méthodes de nitrative communes
● 4. Processus de traitement de nitrification
● 5. Travaux de préparation avant la production de nitrative
Nitridage: Il s'agit d'un processus de traitement thermique chimique qui permet aux atomes d'azote de pénétrer dans la surface d'une pièce dans un certain milieu à une certaine température. Les méthodes courantes incluent la nitrade liquide, la nitrade en gaz et la nitrade ionique. La nitrure de gaz traditionnelle consiste à mettre la pièce dans un récipient scellé, à la passer à travers de l'ammoniac qui coule et à la chauffer. Après l'avoir gardé au chaud pendant une longue période, l'ammoniac se décompose thermiquement pour produire des atomes d'azote actifs, qui s'adsorberont en continu sur la surface de la pièce et se diffusent dans la surface de la pièce, modifiant ainsi la composition chimique et l'organisation de la surface et l'obtention d'excellentes propriétés de surface. Si le carbone est infiltré en même temps pendant le processus de nitrative pour favoriser la diffusion de l'azote, elle est appelée nitrocarburisation. Les nitratides à gaz et la nitrade en ions sont couramment utilisées.
L'azote infiltré dans l'acier forme du nitrure de fer avec différents teneurs en azote de la surface à l'intérieur avec du fer, et se combine avec des éléments en alliage dans l'acier pour former divers nitrures en alliage, en particulier le nitrure d'aluminium et le nitrure de chrome. Ces nitrures ont une dureté élevée, une stabilité thermique et une dispersion élevée, de sorte que les pièces en acier nitridé peuvent obtenir une dureté de surface élevée, une résistance à l'usure, une résistance à la fatigue, une résistance à la crise, une résistance à la corrosion à la vapeur atmosphérique et surchauffée, une résistance de ramollissement de température et réduisent la sensibilité aux encoches. Par rapport au processus de carburateur, la température de nitrade est relativement faible, donc la distorsion est petite, mais en raison de la faible dureté du noyau et de la couche de nitrure peu profonde, elle ne peut généralement répondre qu'à la résistance à la résistance à l'usure et à la résistance à la résistance à la résistance à la résistance à la résistance à la chaleur, ainsi qu'à divers outils de coupe, et à certains mois de résistance à la chaleur, etc.
Les communs sont la nitrure de gaz, la nitrade ionique et le co-nitrage au carbone et au carbone.
Généralement, l'objectif principal est d'améliorer la résistance à l'usure du métal, donc une dureté de surface élevée est nécessaire. Il convient aux aciers nitratives tels que 38crmoai. La dureté de surface de la pièce après la nitrade peut atteindre HV850 ~ 1200. La température de nitrade est faible et la distorsion de la pièce est faible. Il peut être utilisé pour des pièces avec des exigences de haute précision et des exigences de résistance à l'usure, telles que les barres et les broches ennuyeuses de la machine ennuyeuse, les broches de la machine de broyage, les manches de cylindre, etc. Cependant, en raison de la fine couche de nitraderie, il ne convient pas aux parties résistantes à l'usure à charge forte.
La nitrade à gaz peut être réalisée par la méthode générale de nitrative (c.-à-d. Nitridage isotherme) ou la méthode de nitrative à deux étages (deux étages, trois étapes). Le premier est que la température de nitrure d'ammoniac et le taux de décomposition de l'ammoniac restent inchangés pendant l'ensemble du processus de nitrade. La température se situe généralement entre 480 et 520 ℃, le taux de décomposition de l'ammoniac est de 15 à 30% et le temps d'isolation est de près de 80 heures. Ce processus convient aux pièces avec une couche de nitrative peu profonde, des exigences de distorsion strictes et des exigences de dureté élevées, mais le temps de traitement est trop long. La nitrade à l'ammoniac en plusieurs étapes consiste à utiliser différentes températures, différents taux de décomposition de l'ammoniac et différents moments de nitrade et de diffusion à différents stades de l'ensemble du processus de nitrure d'ammoniac. Le temps de nitrade entier peut être raccourci à près de 50 heures, et une couche de nitride plus profonde peut être obtenue, mais la température de nitrade est plus élevée et la distorsion est plus grande.
La surface d'une pièce à gaz à gaz normale est gris argentée. Parfois, il peut également apparaître bleu ou jaune en raison de l'oxydation, mais cela n'affecte généralement pas l'utilisation.
Les procédés de nitrative de gaz couramment utilisés pour le processus de nitrative sont la nitrade isotherme, la nitrade à deux étages et la nitrade à trois étages.
(1) Nitridage isotherme: également connu sous le nom de nitrade en une étape. Il s'agit d'un processus de nitrative d'ammoniac qui est maintenu au chaud pendant une longue période à une température constante. La température de nitride est de 510 ~ 530 ℃, et sa courbe de processus de nitride d'ammoniac est illustrée à la figure 1. La première étape est maintenue au chaud pendant 15 ~ 20h, ce qui est le stade d'absorption de l'azote. Cette étape adopte un taux de décomposition d'ammoniac inférieur (18% ~ 25%). La surface de la pièce fait une différence de concentration d'azote avec le noyau de la pièce en raison d'un grand nombre d'atomes d'azote après le lavage. La deuxième étape est l'étape de diffusion. À ce stade, le taux de décomposition de l'ammoniac est augmenté à 30% ~ 40% pour réduire le nombre d'atomes d'azote actifs, et le temps de maintien est d'environ 60 heures.
Figure 1 38Crmoa1a Steel Process en une étape en une étape
Afin de réduire la fragilité de la couche nitride, le traitement de dénitouement est effectué 2 ~ 4h avant la fin de la nitrade, le taux de décomposition de l'ammoniac est augmenté à plus de 70% et la température de dénitrasation est augmentée à 560 ~ 570 ℃. Le processus de nitrade isotherme est simple, avec une faible température de nitrade, une couche de nitrure peu profonde, une déformation en petite partie et une dureté de surface élevée, mais la vitesse de nitrade est lente et le cycle de production est long. Il convient aux pièces avec une profondeur de nitrure peu profonde et une précision dimensionnelle élevée et des exigences de dureté.
(2) Nitridage à deux étages: La courbe de processus de nitrative à deux étapes est illustrée à la figure 2. Les paramètres de processus de la première étape (à l'exception du temps de maintien) sont les mêmes que ceux de la nitrade isotherme. Dans la deuxième étape, la température de nitrure est augmentée à 550 ~ 560 ℃ pour accélérer la diffusion des atomes d'azote et raccourcir le cycle de nitrade. Le taux de décomposition de l'hélium est augmenté à 40% ~ 60%. Selon les exigences de la fragilité de la couche nitride, le taux de décomposition de l'ammoniac et la température doivent être augmentés 2h avant le dénitracte rapide pour le dénitouement.
Figure 2 Processus de nitrative en deux étapes de l'acier 38crmoa1a
Le temps de nitrade à deux étages est plus court que celui de la nitrade isotherme, la dureté de surface est légèrement plus faible et la déformation est légèrement augmentée. Il convient aux pièces avec des couches de nitrative plus profondes et des lots plus grands.
(3) Nitridage à trois étapes: La courbe de processus de nitrade en trois étapes est illustrée à la figure 3. Il est développé sur la base de nitradement à deux étapes. Ce processus consiste à augmenter de manière appropriée la température de la deuxième étape pour accélérer le processus de nitrage, et en même temps ajouter une troisième étape avec une température plus faible pour compenser la concentration de faible surface d'ammoniac en raison de la diffusion rapide de l'ammoniac dans la deuxième étape, afin d'assurer la teneur en azote de surface et d'augmenter la dureté de surface.
Figure 3 Processus de nitrative en trois étapes de l'acier 38crmoa1a
La nitrade en trois étapes peut augmenter davantage la vitesse de nitrative, mais la dureté est inférieure à celle du processus de nitrade général, et la fragilité et la déformation sont légèrement supérieures à celles du processus général de nitrative.
La nitrade d'ions, également connue sous le nom de nitratide lumineuse, est réalisée en fonction du principe de la décharge de l'éclat. La pièce métallique est placée sous forme de cathode dans un récipient de pression négatif avec un milieu contenant de l'azote. Une fois la puissance appliquée, les atomes d'azote et d'hydrogène dans le milieu sont ionisés et une zone plasmatique se forme entre la cathode et la cathode. Sous l'action du champ électrique fort dans la zone du plasma, les ions positifs de l'azote et de l'hydrogène bombardent la surface de la pièce à grande vitesse. L'énergie cinétique élevée des ions est convertie en énergie thermique, chauffant la surface de la pièce à la température requise. En raison du bombardement des ions, la pulvérisation atomique se produit à la surface de la pièce, qui est purifiée. Dans le même temps, en raison de l'adsorption et de la diffusion, l'azote pénètre dans la surface de la pièce.
Par rapport à la nitrade générale du gaz, les caractéristiques de la nitrade en ionique sont: ① Le cycle de nitrage peut être raccourci de manière appropriée; ② La couche de nitride est moins fragile; ③ La consommation d'énergie d'azote et d'hydrogène peut être sauvée; ④ Les pièces qui n'ont pas besoin de nitratides peuvent être protégées pour réaliser la nitrade locale; Le bombardement ionique a pour effet de purifier la surface, qui peut éliminer le film de passivation sur la surface de la pièce, et peut directement nitrider les pièces en acier inoxydable et en acier résistant à la chaleur; ⑥ L'épaisseur et l'organisation de la couche de nitrative peuvent être contrôlées.
Avantages et inconvénients de l'infiltration d'ammoniac ionique:
Avantages: Temps de nitrade court, contrôle de qualité facile, résistance à la fatigue et haute résistance de la couche nitride. Étant donné que la température de nitrade est de 520 ~ 540 ℃, la pièce a une petite déformation et un antimagnétisme de surface élevé.
Inconvénients: Contrôle complexe de l'équipement et mauvaise uniformité de la température du four.
La nitrocarburisation à basse température est également appelée nitrative douce, c'est-à-dire que, en dessous de la température de transformation eutectique en nitrogène en fer, la surface de la pièce est infiltrée avec du carbone tout en infiltrant principalement l'azote. Les carbures fins formés après l'infiltration du carbone peuvent favoriser la diffusion de l'azote et accélérer la formation de composés d'azote élevés. Ces composés d'azote élevés peuvent à leur tour augmenter la solubilité du carbone. La promotion mutuelle des atomes de carbone et d'azote accélère le taux d'infiltration. De plus, le carbone dans les nitrures peut également réduire la fragilité. La couche composée obtenue après la nitrocarburisation a une bonne ténacité, une dureté élevée, une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion et une résistance aux morsures.
Les méthodes de nitrocarburisation courantes comprennent la méthode liquide et la méthode du gaz. La température de traitement est de 530 ~ 570 ℃ et le temps de maintien est de 1 ~ 3h. Les premiers bains de sel liquide utilisaient des sels de cyanure, et plus tard, une variété de formules de bain de sel est apparue. Il y en a deux couramment utilisés: le sel neutre avec de l'ammoniac et des sels composés principalement d'urée et de carbonate, mais ces produits de réaction sont toujours toxiques. Les principaux milieux de gaz sont: le gaz endothermique ou exothermique (voir atmosphère contrôlée) plus l'ammoniac; Gas de décomposition thermique de l'urée: solvants organiques contenant du carbone et de l'azote, tels que le formamide, la triéthanolamine, etc.
La nitrocarburisation peut non seulement améliorer la durée de vie de la fatigue, la résistance à l'usure, la résistance à la corrosion et la résistance aux morsures de la pièce, mais aussi utiliser un équipement simple, un investissement faible, un fonctionnement facile, une courte durée et une petite distorsion de la pièce, et donnent parfois à la pièce une belle apparence.
Dans l'ensemble du processus de fabrication des pièces nitridées, la nitrade est souvent la dernière étape, et au plus fini ou broyage fin est effectué. Le flux de processus des pièces nitridés est généralement: forgeant → normaliser (recuit) → Usinage rugueux → Extinction et trempage → Usinage fin → Soulagement des contraintes → broyage rugueux → Nitride → Grincement fin → Assemblage. Le traitement de préchauffage avant la nitrade comprend la normalisation (recuit), le traitement de température et le soulagement du stress.
(1) Normalisation (recuit): Son but est d'affiner le grain, de réduire la dureté et d'éliminer le stress de forgeage.
(2) Traitement de tempérament: il peut améliorer les performances de traitement de l'acier et obtenir une structure de martensite trempée uniforme pour garantir que le noyau de la pièce a une résistance et une ténacité suffisantes, tout en faisant la couche de nitrative et la base fermement liée.
(3) Traitement de soulagement du stress: Pour les pièces de précision avec des formes complexes, un soulagement du stress doit être effectué 1 à 2 fois avant la nitrure pour réduire la déformation pendant le processus de nitrade.
(1) Traitement de décontamination: Avant de charger les pièces dans la fournaise, l'essence ou l'alcool doit être utilisé pour le dégraissement et la décontamination. La rouille et la saleté ne sont pas autorisées à la surface des pièces.
(2) Traitement anti-séparation: Pour les parties non nitratives des pièces, un traitement anti-nitrating peut être effectué par électropulation ou revêtement.
(3) La qualité de surface des pièces nitridées doit être bonne et aucune couche décarburée n'est autorisée. Par conséquent, une allocation d'usinage suffisante doit être laissée pour les pièces avant le traitement pré-froide afin que la couche décarburée puisse être complètement retirée lors de l'usinage avant la nitrade pour assurer la qualité de la couche de nitrade.
(4) Avant de charger la fournaise, l'équipement d'inspection et les luminaires de nitrative, les systèmes électriques, les pipelines, les testeurs de décomposition d'ammoniac, etc. doivent être assurés pour être en usage normal; Les luminaires en nitride ne sont pas autorisés à avoir une échelle de saleté ou d'oxyde, le cas échéant, ils doivent être retirés.
(5) Échantillons de fournaise: Les échantillons de fournaise doivent être faits du même matériau que les pièces nitridés et subir le même prétraitement.
