Quels matériaux en acier peuvent être nitrurés?

Nous avons présenté la méthode de nitruration de l'acier dans le dernier article. Comme nous le savons, le traitement de nitruration fait référence au processus de traitement thermique chimique dans lequel des atomes d'azote pénètrent dans la surface de la pièce à une certaine température et à un certain milieu pour augmenter la résistance à l'usure, la dureté de la surface, la limite de fatigue et la résistance à la corrosion des pièces en acier. Les produits métalliques de nitruration ont une excellente résistance à l'usure, à la fatigue, à la corrosion et aux hautes températures. Les éléments d'aluminium, de chrome, de vanadium et de molybdène dans l'acier contribuent à la nitruration, qui forme des composés nitrures stables lorsqu'ils entrent en contact avec des atomes d'azote primitifs à la température de nitruration.

Le molybdène, en particulier, agit non seulement comme un élément de formation de nitrure, mais réduit également la fragilité à la température de nitruration. D'une manière générale, si l'acier contient un ou plusieurs éléments formant des nitrures, l'effet de nitruration est meilleur, dans lequel 0.85 à 1.5% d'aluminium est le meilleur résultat de nitruration, une certaine quantité de chrome peut également obtenir un bon effet. L'acier ordinaire au carbone ne convient pas à l'acier de nitruration car la couche de nitruration est fragile et facile à décoller.

 

Aciers nitrurants couramment utilisés, notamment:

(1) Aciers faiblement alliés contenant de l'aluminium (aciers nitrurés standard)

(2) Acier faiblement allié à teneur moyenne en carbone contenant du Cr SAE41XX séries, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 séries.

(3) Acier de matrice de travail à chaud (contenant environ 5% de chrome), SAE H11 (SKD - 61) H12, H13

(4) Système SAE 400 en ferrite et acier inoxydable martensitique

(5) Série SAE 300 en acier inoxydable austénitique

(6) Acier inoxydable trempé précipité 17-4PH, 17-7PH, A-286, etc.

 

Les aciers de nitruration standard contenant de l'aluminium ont une dureté élevée et une couche de surface résistante à l'usure après nitruration, mais la couche durcie est également cassante. Au contraire, les aciers faiblement alliés contenant du chrome ont une dureté inférieure, mais la couche durcie est plus ductile, et la surface a également une résistance à l'usure et une résistance au faisceau considérables. Par conséquent, les caractéristiques des matériaux et des pièces doivent être combinées lors du choix des matériaux. Les aciers à outils tels que H11 (SKD61), D2 (SKD - 11) ont une dureté de surface et une résistance de noyau élevées.

 

Procédé de nitruration des aciers faiblement alliés contenant de l'aluminium

Nettoyage de surface des pièces avant nitruration

La plupart des pièces peuvent être immédiatement nitrurées après le gazole, certaines pièces peuvent également être nettoyées avec de l'essence, mais le polissage, le meulage, le polissage et d'autres méthodes de traitement peuvent gêner la couche de surface de nitruration, entraînant une couche de nitruration inégale ou une flexion et d'autres défauts. À ce stade, les méthodes suivantes doivent être utilisées pour éliminer la couche de surface. Tout d'abord, avant la nitruration, du gaz a été utilisé pour l'élimination de l'huile, puis de la poudre d'oxyde d'aluminium a été utilisée pour le traitement de sablage sur la surface, puis un revêtement de phosphate sur la surface a été traité.

 

Air de refoulement dans le four de nitruration

Les pièces traitées peuvent être chauffées après scellage dans le four de nitruration, mais l'air doit être évacué du four avant d'être chauffé à 150 ℃. L'exclusion du gaz dans le four consiste principalement à empêcher la décomposition de l'ammoniac et le contact avec l'air et les gaz explosifs, et à empêcher l'oxydation de surface du matériau traité et du support. Les gaz utilisés sont l'ammoniac et l'azote. Le processus est le suivant: (1) Après que le couvercle du four des pièces traitées a été scellé, a commencé à s'écouler dans l'ammoniac anhydre (2) Pour régler le contrôle automatique de la température du four de réchauffage à 150 ℃ et démarrer le four de chauffage (notez la température du four 150 ℃) (3) L'air sortant de moins de 10%, ou le refoulement de gaz contenant plus de 90% de NH3, la température du four remonte aux températures de nitruration.

 

Le taux de décomposition de l'ammoniac

La nitruration est réalisée au contact d'autres éléments d'alliage et de l'azote primaire, c'est-à-dire que l'acier lui-même devient un catalyseur lorsque le gaz ammoniac est en contact avec l'acier chauffant et favorise la décomposition de l'ammoniac. Bien qu'à un taux de décomposition différent, l'ammoniac puisse être nitruré, mais utilise généralement 15 à 30% du taux de décomposition, et selon l'épaisseur requise de nitruration pour maintenir au moins 4 à 10 heures, la température de traitement est maintenue à environ 520 ℃.

 

Refroidissement 

La plupart des fours industriels de nitruration sont combinés à un échangeur de chaleur pour refroidir le four et les pièces à traiter une fois la nitruration terminée. Autrement dit, une fois la nitruration terminée, coupez l'alimentation électrique de chauffage pour réduire la température du four d'environ 50 ℃, puis doublez le débit d'ammoniac pour démarrer l'interrupteur thermique. À ce stade, il est nécessaire d'observer s'il y a un débordement de bulle dans la bouteille en verre reliée au tuyau d'échappement pour confirmer la pression positive dans le four. Une fois l'ammoniac dans le four stabilisé, réduisez immédiatement le débit d'ammoniac pour maintenir la pression positive. Lorsque la température du four descend en dessous de 150 ℃, utilisez la méthode de décharge du gaz dans le four et ouvrez le couvercle du four après avoir introduit de l'air ou de l'azote.