Vizualizări: 236 Autor: Anebon Publicare Ora: 2024-12-13 Originea: Site
Meniu de conținut
● 2. Aplicarea principiului nitrurii
● 4. Procesul de tratament cu nitring
● 5. Lucrări de pregătire înainte de producția de nitring
Nitriding: este un proces de tratare a căldurii chimice care permite atomilor de azot să pătrundă în suprafața unei piese de prelucrat într -un anumit mediu la o anumită temperatură. Metodele obișnuite includ nitring lichid, nitring de gaz și nitring de ioni. Nitrarea tradițională a gazelor este de a pune piesa de prelucrat într -un recipient sigilat, de a -l trece prin amoniac curgător și de a o încălzi. După ce o va menține cald pentru o lungă perioadă de timp, amoniacul se va descompune termic pentru a produce atomi de azot activi, care se vor adsorbi continuu pe suprafața piesei de lucru și se va difuza pe suprafața piesei de lucru, schimbând astfel compoziția chimică și organizarea suprafeței și obținând proprietăți excelente de suprafață. Dacă carbonul este infiltrat în același timp în timpul procesului de azot pentru a promova difuzarea azotului, acesta se numește nitrocarburizare. Utilizate în mod obișnuit sunt nitrurile cu gaze și nitrarea cu ioni.
Azotul infiltrat în oțel formează nitrură de fier cu conținut diferit de azot de la suprafață la interior cu fier și se combină cu elemente de aliaj din oțel pentru a forma diverse nitri de aliaj, în special nitrură de aluminiu și nitrură de crom. Aceste nitride au o duritate ridicată, stabilitate termică și o dispersie ridicată, astfel încât părțile din oțel nitrude pot obține o duritate ridicată a suprafeței, rezistență la uzură, rezistență la oboseală, rezistență la convulsii, rezistență la coroziune a aburului atmosferică și supraîncălzită, rezistență la înmuiere a temperaturii și reduce sensibilitatea la crestătură. În comparație cu procesul de carburizare, temperatura de nitring este relativ scăzută, astfel încât distorsionarea este mică, dar datorită durității scăzute a miezului și a stratului de nitring superficial, în general, poate satisface doar cerințele de rezistență la uzură și rezistență la oboseală ale sarcinilor ușoare și medii, sau a pieselor de mașină cu anumite rezistențe de căldură și cerințe de rezistență la coroziune, precum și diverse instrumente de tăiere, modele de lucru la rece și cald, etc.
Cele obișnuite sunt nitrurile cu gaze, nitrurile ionice și azotul și co-configurarea carbonului.
În general, scopul principal este de a îmbunătăți rezistența la uzură a metalului, astfel încât este necesară o duritate mare a suprafeței. Este potrivit pentru oțelurile de nitring, cum ar fi 38crmoai. Duritatea de suprafață a piesei de lucru după nitruri poate ajunge la HV850 ~ 1200. Temperatura de nitring este scăzută, iar distorsiunea piesei de prelucrat este mică. Poate fi utilizat pentru piese cu cerințe de înaltă precizie și cerințe de rezistență la uzură, cum ar fi barele și fusurile de plictisire a mașinii de plictisire, fusurile mașinii de măcinare, mânecile cilindrilor, etc.
Nitrarea cu gaz poate fi efectuată prin metoda generală de nitring (adică nitring izotermă) sau metoda de nitring în două etape (în două etape, cu trei etape). Prima este că temperatura de nitrare a amoniacului și rata de descompunere a amoniacului rămân neschimbate pe parcursul întregului proces de nitring. Temperatura este în general între 480 ~ 520 ℃, rata de descompunere a amoniacului este de 15 ~ 30%, iar timpul de izolare este de aproape 80 de ore. Acest proces este potrivit pentru piese cu strat de nitring superficial, cerințe stricte de distorsiune și cerințe de duritate ridicate, dar timpul de procesare este prea lung. Nitrarea de amoniac în mai multe etape este de a utiliza diferite temperaturi, rate diferite de descompunere a amoniacului și momente diferite pentru nitring și difuzie în diferite etape ale întregului proces de nitring de amoniac. Întregul timp de nitring poate fi scurtat la aproape 50 de ore și se poate obține un strat de nitring mai profund, dar temperatura de nitring este mai mare, iar distorsiunea este mai mare.
Suprafața unei piese de prelucrat normale cu gaze este gri-argintiu. Uneori, poate apărea și albastru sau galben din cauza oxidării, dar, în general, nu afectează utilizarea.
Procesele de nitring de gaze utilizate frecvent pentru procesul de nitring sunt nitringul izoterm, nitrizarea în două etape și nitrarea în trei etape.
(1) Nitridarea izotermă: cunoscută și sub denumirea de o etapă. Este un proces de nitring de amoniac care este menținut cald pentru o perioadă lungă de timp la o temperatură constantă. Temperatura de azot este de 510 ~ 530 ℃, iar curba procesului său de nitring de amoniac este prezentată în figura 1. Prima etapă este menținută caldă timp de 15 ~ 20H, care este stadiul de absorbție a azotului. Această etapă adoptă o rată mai mică de descompunere a amoniacului (18%~ 25%). Suprafața piesei formează o diferență de concentrație de azot cu miezul piesei datorită unui număr mare de atomi de azot după spălare. A doua etapă este etapa de difuzie. În această etapă, rata de descompunere a amoniacului este crescută la 30% ~ 40% pentru a reduce numărul de atomi de azot activi, iar timpul de deținere este de aproximativ 60 ore.
Figura 1 38CRMOA1A Proces de nitring din oțel cu o etapă
Pentru a reduce fragilitatea stratului nitrid, tratamentul denitritant este efectuat cu 2 ~ 4 ore înainte de sfârșitul nitrării, rata de descompunere a amoniacului este crescută la mai mult de 70%, iar temperatura de denitrificare este crescută la 560 ~ 570 ℃. Procesul de nitring izoterm este simplu, cu temperatură scăzută de nitring, strat de nitring superficial, deformare a pieselor mici și o duritate ridicată a suprafeței, dar viteza de nitring este lentă și ciclul de producție este lung. Este potrivit pentru piese cu adâncime de nitrizare superficială și cerințe de precizie și duritate dimensională înaltă.
(2) Nitring în două etape: curba procesului de nitring în două etape este prezentată în figura 2. Parametrii procesului din prima etapă (cu excepția timpului de deținere) sunt aceiași ca cei ai nitrizării izotermice. În a doua etapă, temperatura de nitring este crescută la 550 ~ 560 ℃ pentru a accelera difuzarea atomilor de azot și a scurta ciclul de nitring. Rata de descompunere a heliului este crescută la 40%~ 60%. În conformitate cu cerințele pentru fragilitatea stratului nitrid, rata de descompunere a amoniacului și temperatura ar trebui crescută cu 2 ore înainte de denitripa rapidă pentru denitring.
Figura 2 Procesul de nitring în două etape de oțel 38CRMOA1A
Timpul nitrării în două etape este mai scurt decât cel al nitrizării izotermice, duritatea suprafeței este ușor mai mică, iar deformarea este ușor crescută. Este potrivit pentru piese cu straturi de nitring mai profunde și loturi mai mari.
(3) Nitriding în trei etape: Curba procesului de nitruri în trei etape este prezentată în figura 3. Este dezvoltată pe baza nitrării în două etape. Acest proces este de a crește în mod corespunzător temperatura celei de -a doua etape pentru a accelera procesul de nitring și, în același timp, adăugați o a treia etapă cu o temperatură mai scăzută pentru a compensa concentrația de amoniac de suprafață scăzută datorită difuziei rapide a amoniacului în a doua etapă, astfel încât să asigurați conținutul de azot de suprafață și să creșteți duritatea suprafeței.
Figura 3 Procesul de nitring în trei etape de oțel 38crmOA1A
Nitrarea în trei etape poate crește și mai mult viteza de nitring, dar duritatea este mai mică decât cea a procesului general de nitring, iar fragilitatea și deformarea sunt puțin mai mari decât cele ale procesului general de nitring.
Nitrul de ioni, cunoscut și sub denumirea de nitruri strălucitoare, se realizează pe baza principiului descărcării de strălucire. Piesa de prelucrare a metalului este plasată ca catod într-un recipient cu presiune negativă cu un mediu care conține azot. După aplicarea puterii, atomii de azot și hidrogen din mediu sunt ionizați și se formează o zonă plasmatică între catod și catod. Sub acțiunea câmpului electric puternic din zona plasmatică, ionii pozitivi de azot și hidrogen bombardează suprafața piesei de prelucrat la viteză mare. Energia cinetică ridicată a ionilor este transformată în energie termică, încălzind suprafața piesei la temperatura necesară. Datorită bombardamentului ionilor, se produce sputtering atomic pe suprafața piesei de lucru, care este purificată. În același timp, din cauza adsorbției și difuziei, azotul pătrunde în suprafața piesei de prelucrat.
În comparație cu nitrarea generală a gazelor, caracteristicile nitrizării ionice sunt: ① Ciclul de nitring poate fi scurtat corespunzător; ② Stratul de nitring este mai puțin fragil; ③ Consumul de azot energetic și hidrogen poate fi salvat; ④ Părțile care nu au nevoie de nitring pot fi protejate pentru a realiza nitrurile locale; Bombardarea ionilor are ca efect purificarea suprafeței, care poate îndepărta filmul de pasivare pe suprafața piesei de prelucrat și poate nitridiza direct oțelul inoxidabil și piesele de lucru din oțel rezistente la căldură; ⑥ Grosimea și organizarea stratului de nitring poate fi controlată.
Avantaje și dezavantaje ale infiltrării ionilor de amoniac:
Avantaje: timp scurt de nitring, control ușor al calității, rezistență la oboseală și rezistență ridicată a stratului nitrat. Deoarece temperatura de nitrare este de 520 ~ 540 ℃, piesa are o deformare mică și antimagnetism de suprafață ridicat.
Dezavantaje: Controlul complex al echipamentelor și uniformitatea slabă a temperaturii cuptorului.
Nitrocarburizarea la temperaturi scăzute se numește și nitring moale, adică sub temperatura de transformare eutectică cu nitrogeni de fier, suprafața piesei de prelucrat este infiltrată cu carbon, în principal infiltrarea azotului. Carburile fine formate după infiltrarea carbonului pot promova difuzarea azotului și pot accelera formarea de compuși cu azot ridicat. Acești compuși cu azot ridicat pot crește, la rândul său, solubilitatea carbonului. Promovarea reciprocă a atomilor de carbon și azot accelerează rata de infiltrare. În plus, carbonul din nitri poate reduce, de asemenea, fragilitatea. Stratul compus obținut după nitrocarburizarea are o duritate bună, duritate ridicată, rezistență la uzură, rezistență la coroziune și rezistență la mușcături.
Metodele comune de nitrocarburizare includ metoda lichidului și metoda gazului. Temperatura de tratament este de 530 ~ 570 ℃, iar timpul de deținere este de 1 ~ 3H. Băile de sare lichidă timpurie au folosit săruri de cianură, iar mai târziu au apărut o varietate de formule de baie de sare. Există două utilizate frecvent: sare neutră cu amoniac și săruri compuse în principal din uree și carbonat, dar aceste produse de reacție sunt încă toxice. Principalele medii de gaz sunt: gazul endotermic sau exotermic (vezi atmosfera controlată) plus amoniac; Gaz de descompunere termică pentru uree: Solvenții organici care scurg carbon și azot, cum ar fi formamida, trietanolamina etc.
Nitrocarburizarea nu poate doar să îmbunătățească viața de oboseală, rezistența la uzură, rezistența la coroziune și rezistența la mușcături a piesei de lucru, dar, de asemenea, folosește echipamente simple, investiții scăzute, funcționare ușoară, timp scurt și distorsiune mică a piesei de lucru și, uneori, oferă piesei de lucru un aspect frumos.
În întregul proces de fabricație al pieselor nitride, nitrarea este adesea ultimul pas și se efectuează cel mai fin șlefuire sau măcinare. Fluxul de proces al pieselor nitride este, în general,: forjare → normalizare (recoacere) → prelucrare aspră → stingerea și temperarea → Prelucrare fină → Alinare tensiune → măcinare aspră → Nitriding → măcinare fină → ansamblu. Tratamentul de preîncălzire înainte de a nitrid include normalizarea (recoacerea), tratamentul temperaturii și ameliorarea stresului.
(1) Normalizare (recoacere): Scopul său este de a rafina cerealele, de a reduce duritatea și de a elimina stresul de forjare.
(2) Tratament de temperare: poate îmbunătăți performanța de procesare a oțelului și poate obține o structură de martensită temperată uniformă pentru a se asigura că miezul părții are o rezistență și o duritate suficientă, făcând totodată stratul de nitring și baza ferm legată.
(3) Tratamentul de ameliorare a stresului: Pentru piesele de precizie cu forme complexe, reducerea stresului trebuie efectuată de 1 până la 2 ori înainte de a nitriva pentru a reduce deformarea în timpul procesului de nitring.
(1) Tratamentul de decontaminare: Înainte de încărcarea pieselor în cuptor, benzina sau alcoolul trebuie utilizat pentru degresare și decontaminare. Rust și murdărie nu sunt permise pe suprafața părților.
(2) Tratament anti-sheepage: Pentru părțile care nu au apăsat ale pieselor, tratamentul anti-axot poate fi efectuat prin electroplație sau acoperire.
(3) Calitatea suprafeței părților nitride ar trebui să fie bună și nu este permis niciun strat decarburizat. Prin urmare, trebuie lăsată suficientă alocație de prelucrare pentru piese înainte de tratamentul preîncălzit, astfel încât stratul decarburizat să poată fi îndepărtat complet în timpul prelucrării înainte de a se asigura pentru a asigura calitatea stratului de nitring.
(4) Înainte de încărcarea cuptorului, echipamentele de inspecție și corpurile de nitruri, sistemele electrice, conductele, testerii de descompunere a amoniacului, etc., ar trebui să fie asigurate să fie în mod normal; Corpurile de nitring nu au voie să aibă murdărie sau scară de oxid, dacă există, ar trebui îndepărtate.
(5) Probele de cuptor: Probele de cuptor ar trebui să fie confecționate din același material ca și părțile nitride și să fie supuse aceluiași pre-tratament.
