Weergaven: 236 Auteur: Anebon Publiceren Tijd: 2024-12-13 Oorsprong: Site
Inhoudsmenu
● 2. Toepassing van het nitridingsprincipe
● 3. Gemeenschappelijke nitridemethoden
● 4. Nitriding behandelingsproces
● 5. Bereidingswerk vóór de nitridingsproductie
Nitriden: het is een chemisch warmtebehandelingsproces waardoor stikstofatomen in een bepaald medium bij een bepaalde temperatuur in het oppervlak van een werkstuk kunnen doordringen. Gemeenschappelijke methoden omvatten vloeistofnitriden, gasnitriden en ionennitriden. Traditionele gasnitriden is om het werkstuk in een afgesloten container te stoppen, door stromende ammoniak te passeren en te verwarmen. Nadat het lang warm wordt gehouden, zal de ammoniak thermisch ontleden om actieve stikstofatomen te produceren, die continu zullen adsorberen op het oppervlak van het werkstuk en diffunderen in het oppervlak van het werkstuk, waardoor de chemische samenstelling en organisatie van het oppervlak wordt gewijzigd en uitstekende oppervlakte -eigenschappen verkrijgen. Als koolstof tegelijkertijd tijdens het nitridingsproces wordt geïnfiltreerd om de diffusie van stikstof te bevorderen, wordt dit nitrocarburering genoemd. Veelgebruikt zijn gasnitridende en ionennitriden.
De stikstof geïnfiltreerde in het staal vormt ijzernitride met verschillende stikstofgehaltes van het oppervlak naar binnen met ijzer, en combineert met legeringselementen in het staal om verschillende legeringsnitriden te vormen, vooral aluminiumnitride en chroomnitride. Deze nitriden hebben een hoge hardheid, thermische stabiliteit en hoge dispersie, zodat de nitrided stalen delen een hoge oppervlaktehardheid, slijtvastheid, vermoeidheidssterkte, aanvallenweerstand, atmosferische en oververhitte stoomcorrosieweerstand kunnen verkrijgen, weerstand van verzachtende weerstand temperen en de gevoeligheid van het oppervlak verminderen. In vergelijking met het carbureringsproces is de nitridetemperatuur relatief laag, dus de vervorming is klein, maar vanwege de lage hardheid van de kern en de ondiepe nitridlaag kan het in het algemeen alleen voldoen aan de slijtvastheid en vermoeidheidsweerstandsvereisten van licht- en middelgrote belasting, of machinedelen met bepaalde hittebestendigheid en corrosiebestendige vereisten, en verschillende snijgereedschappen, koude en warmte -mal, enz.
Veel voorkomende zijn gasnitridende, ionennitridende en stikstof- en koolstofco-nitriden.
Over het algemeen is het hoofddoel om de slijtvastheid van het metaal te verbeteren, dus een hardheid van hoge oppervlakte is vereist. Het is geschikt voor nitrerende staalsoorten zoals 38CRMOAI. De oppervlaktehardheid van het werkstuk na nitriden kan HV850 ~ 1200 bereiken. De nitridetemperatuur is laag en de vervorming van het werkstuk is klein. Het kan worden gebruikt voor onderdelen met hoge precisievereisten en slijtvastheidseisen, zoals saaie machines saaie staven en spindels, slijpmachine-spindels, cilindermouwen, enz. Echter, vanwege de dunne nitridaag, is het niet geschikt voor zware lading slijtvaste onderdelen.
Gasnitriden kan worden uitgevoerd door algemene nitridemethode (dwz isothermische nitridende) of multi-fase (tweetraps, drie-fasen) nitridemethode. De eerste is dat de ammoniaknitridetemperatuur en de ammoniak -ontledingssnelheid tijdens het gehele nitridingsproces ongewijzigd blijven. De temperatuur ligt in het algemeen tussen 480 ~ 520 ℃, de ammoniakontledingspercentage is 15 ~ 30%en de isolatietijd is bijna 80 uur. Dit proces is geschikt voor onderdelen met ondiepe nitridlaag, strikte vervormingsvereisten en hoge hardheidseisen, maar de verwerkingstijd is te lang. Multi-fasen ammoniaknitriden is om verschillende temperaturen, verschillende ammoniakcomposities en verschillende tijden te gebruiken voor nitridende en diffusie in verschillende stadia van het gehele ammoniaknitridingsproces. De gehele nitridetijd kan worden ingekort tot bijna 50 uur en een diepere nitridaag kan worden verkregen, maar de nitridetemperatuur is hoger en de vervorming is groter.
Het oppervlak van een normaal gasnitrided werkstuk is zilvergrijs. Soms kan het ook blauw of geel lijken vanwege oxidatie, maar het heeft over het algemeen geen invloed op het gebruik.
De veelgebruikte gasnitridingsprocessen voor nitridingsproces zijn isotherme nitridende, tweetraps nitriden en drie-fasen nitriden.
(1) Isotherme nitridende: ook bekend als één-fase nitridende. Het is een ammoniaknitridingsproces dat lang bij een constante temperatuur warm wordt gehouden. De nitridetemperatuur is 510 ~ 530 ℃ en de ammoniaknitridingsprocescurve wordt getoond in figuur 1. De eerste fase wordt warm gehouden gedurende 15 ~ 20 uur, wat de stikstofabsorptiefase is. Deze fase hanteert een lager ammoniak -ontledingspercentage (18%~ 25%). Het oppervlak van het onderdeel vormt een stikstofconcentratieverschil met de kern van het onderdeel als gevolg van een groot aantal stikstofatomen na het wassen. De tweede fase is de diffusiefase. In deze fase wordt het ammoniakontledingspercentage verhoogd tot 30% ~ 40% om het aantal actieve stikstofatomen te verminderen, en de houdtijd is ongeveer 60 uur.
Figuur 1 38CRMOA1A staal eenstadium nitridingsproces
Om de brosheid van de nitridedlaag te verminderen, wordt de behandeling met denitriding uitgevoerd 2 ~ 4H vóór het einde van nitriden, de ammoniak -ontledingssnelheid wordt verhoogd tot meer dan 70%en de denitridingstemperatuur wordt verhoogd tot 560 ~ 570 ℃. Het isotherme nitridingsproces is eenvoudig, met een lage nitridetemperatuur, ondiepe nitridlaag, kleine deelvervorming en hoge oppervlaktehardheid, maar de nitrantensnelheid is langzaam en de productiecyclus is lang. Het is geschikt voor onderdelen met ondiepe nitridediepte en hoge dimensionale nauwkeurigheid en hardheidseisen.
(2) tweetraps nitriden: de tweetraps nitridingsprocescurve wordt weergegeven in figuur 2. De procesparameters van de eerste fase (behalve de houdtijd) zijn dezelfde als die van isotherm nitriden. In de tweede fase wordt de nitridetemperatuur verhoogd tot 550 ~ 560 ℃ om de diffusie van stikstofatomen te versnellen en de nitridecyclus te verkorten. Het heliumontledingspercentage wordt verhoogd tot 40%~ 60%. Volgens de vereisten voor de brosheid van de nitridedlaag moet de ammoniakontleding en temperatuur met 2H vóór de snelle denitriding voor denitriding worden verhoogd.
Figuur 2 tweetraps nitridingsproces van 38CRMOA1A staal
De tijd van tweetraps nitriden is korter dan die van isotherme nitriden, de oppervlaktehardheid is iets lager en de vervorming is enigszins verhoogd. Het is geschikt voor onderdelen met diepere nitridelagen en grotere batches.
(3) Drie-fase nitridende: de procescurve van drie-fase nitriden wordt weergegeven in figuur 3. Het wordt ontwikkeld op basis van tweetraps nitriden. Dit proces is om de temperatuur van de tweede fase op de juiste manier te verhogen om het nitridingsproces te versnellen en tegelijkertijd een derde fase met een lagere temperatuur toe te voegen om de ammoniakconcentratie met lage oppervlakte te compenseren als gevolg van de snelle diffusie van ammoniak in de tweede fase, om het stikstofgehalte van het oppervlak te waarborgen en de oppervlaktehard te verhogen en de oppervlaktehardheid te vergroten.
Figuur 3 Drie-fasen nitridingsproces van 38CRMOA1A staal
Drie-fase nitriden kan de nitridesnelheid verder verhogen, maar de hardheid is lager dan die van het algemene nitridingsproces en de brosheid en vervorming zijn iets groter dan die van het algemene nitridingsproces.
Ionnitriden, ook bekend als gloednitriden, wordt uitgevoerd op basis van het principe van gloedafvoer. Het metalen werkstuk wordt geplaatst als de kathode in een negatieve drukcontainer met een stikstofbevattend medium. Nadat het vermogen is toegepast, worden de stikstof- en waterstofatomen in het medium geïoniseerd en wordt een plasmazone gevormd tussen de kathode en de kathode. Onder de werking van het sterke elektrische veld in de plasmazone, bombarderen de positieve ionen van stikstof en waterstof het oppervlak van het werkstuk met hoge snelheid. De hoge kinetische energie van de ionen wordt omgezet in thermische energie, waardoor het oppervlak van het werkstuk wordt verwarmd naar de vereiste temperatuur. Vanwege het bombardement van ionen komt atomair sputteren op het oppervlak van het werkstuk, dat wordt gezuiverd. Tegelijkertijd dringt de stikstof door adsorptie en diffusie door in het oppervlak van het werkstuk.
In vergelijking met algemene gasnitriden zijn de kenmerken van ionennitriden: ① De nitridecyclus kan op de juiste manier worden ingekort; ② De nitridaag is minder bros; ③ Het consumptie van energiestikstof en waterstof kan worden gered; ④ De onderdelen die geen nitriden nodig hebben, kunnen worden afgeschermd om lokale nitriden te bereiken; ⑤ ionbombardement heeft het effect van het zuiveren van het oppervlak, dat de passiveringsfilm op het oppervlak van het werkstuk kan verwijderen en roestvrij staal en warmtebestendige stalen werkstukken direct kan nitridiseren; ⑥ De dikte en organisatie van de nitridaag kunnen worden geregeld.
Voordelen en nadelen van ion ammoniakinfiltratie:
Voordelen: korte nitridetijd, gemakkelijke kwaliteitscontrole, vermoeidheidsweerstand en hoge sterkte van de nitridedlaag. Aangezien de nitridetemperatuur 520 ~ 540 ℃ is, heeft het werkstuk kleine vervorming en hoog oppervlak antimagnetisme.
Nadelen: complexe apparatuurregeling en slechte uniformiteit van de oventemperatuur.
Nitrocarburisering met lage temperatuur wordt ook soft nitriden genoemd, dat wil zeggen onder de eutectische transformatietemperatuur van de ijzer-nitrogene, het werkstukoppervlak is geïnfiltreerd met koolstof, terwijl hij voornamelijk infiltrerende stikstof infiltreert. De fijne carbiden gevormd na koolstofinfiltratie kunnen de diffusie van stikstof bevorderen en de vorming van hoge stikstofverbindingen versnellen. Deze hoge stikstofverbindingen kunnen op hun beurt de oplosbaarheid van koolstof vergroten. De wederzijdse promotie van koolstof- en stikstofatomen versnelt de infiltratiesnelheid. Bovendien kan koolstof in nitriden ook brosheid verminderen. De samengestelde laag verkregen na nitrocarburering heeft een goede taaiheid, hoge hardheid, slijtvastheid, corrosieweerstand en bijtweerstand.
Gemeenschappelijke nitrocarburiserende methoden omvatten vloeistofmethode en gasmethode. De behandelingstemperatuur is 530 ~ 570 ℃ en de houdtijd is 1 ~ 3H. Vroege vloeistofzoutbaden gebruikten cyanid zouten en later verschenen er een verscheidenheid aan zoutbadformules. Er zijn twee algemeen gebruikte: neutraal zout met ammoniak en zouten die voornamelijk zijn samengesteld uit ureum en carbonaat, maar deze reactieproducten zijn nog steeds giftig. De belangrijkste gasmedia zijn: endotherme of exotherme gas (zie gecontroleerde atmosfeer) plus ammoniak; Ureum thermische ontleding gas: druipende koolstof en stikstofhoudende organische oplosmiddelen, zoals formamide, triethanolamine, enz.
Nitrocarburizing kan niet alleen de levensduur van de vermoeidheid verbeteren, slijtvastheid, corrosieweerstand en bijtweerstand van het werkstuk, maar ook eenvoudige apparatuur, lage investeringen, gemakkelijke werking, korte tijd en kleine werkstukvervorming gebruiken en soms het werkstuk een mooi uiterlijk geven.
In het gehele productieproces van nitrided onderdelen is nitriden vaak de laatste stap en wordt maximaal fijn slijpen of slijpen uitgevoerd. De processtroom van nitrided delen is in het algemeen: smeden → normaliseren (gloeien) → Ruwe bewerking → blussen en temperen → Fijne bewerking → Stressverlichting → Ruw slijpen → Nitriding → Fijn slijpen → Montage. Het voorverwarmen van behandeling vóór nitriden omvat het normaliseren (gloeien), het temperen van behandeling en stressverlichting.
(1) Normaliseren (gloeien): het doel is om het korrel te verfijnen, de hardheid te verminderen en smeden stress te elimineren.
(2) Temperatiebehandeling: het kan de verwerkingsprestaties van staal verbeteren en een uniforme getemperde martensietstructuur verkrijgen om ervoor te zorgen dat de kern van het onderdeel voldoende sterkte en taaiheid heeft, terwijl de nitridaag en de basis ook stevig bindt.
(3) Behandeling van stressverlichting: voor precisieonderdelen met complexe vormen moet stressverlichting 1 tot 2 keer worden uitgevoerd vóór nitridende om vervorming tijdens het nitridingsproces te verminderen.
(1) Behandeling met ontsmetting: Voordat de onderdelen in de oven worden geladen, moet benzine of alcohol worden gebruikt voor het vaststellen en ontsmetten. Roest en vuil zijn niet toegestaan op het oppervlak van de onderdelen.
(2) Anti-seepage-behandeling: voor de niet-nitrerende delen van de delen kan anti-nitriding behandeling worden uitgevoerd door elektropleren of coating.
(3) De oppervlaktekwaliteit van de nitrided onderdelen moet goed zijn en er is geen gedecariseerde laag toegestaan. Daarom moet voldoende bewerkingsvergunning worden achtergelaten voor onderdelen vóór de behandeling voorverwarming, zodat de decarburised laag volledig kan worden verwijderd tijdens het bewerken vóór nitridende om de kwaliteit van de nitridaag te waarborgen.
(4) vóór het laden van de oven, moeten de inspectieapparatuur en nitridende armaturen, elektrische systemen, pijpleidingen, ammoniak -ontledingstesters, enz. Wordt gewaarborgd om normaal te zijn; Nitridende armaturen mogen geen vuil of oxide -schaal hebben, indien van toepassing, ze moeten worden verwijderd.
(5) Ovenmonsters: ovenmonsters moeten worden gemaakt van hetzelfde materiaal als nitrided onderdelen en dezelfde voorbehandeling ondergaan.
