Quali materiali di acciaio possono essere nitrurati?

Abbiamo introdotto il metodo di nitrurazione dell'acciaio nell'ultimo articolo. Come sappiamo, il trattamento di nitrurazione si riferisce al processo di trattamento termico chimico in cui gli atomi di azoto penetrano nella superficie del pezzo in lavorazione a una certa temperatura e mezzo per aumentare la resistenza all'usura, la durezza superficiale, il limite di fatica e la resistenza alla corrosione delle parti in acciaio. I prodotti di nitrurazione in metallo hanno un'eccellente resistenza all'usura, alla fatica, alla corrosione e alle alte temperature. Gli elementi di alluminio, cromo, vanadio e molibdeno nell'acciaio contribuiscono alla nitrurazione, che forma composti nitrurici stabili quando vengono a contatto con atomi di azoto primitivi alla temperatura di nitrurazione.

Il molibdeno, in particolare, non solo funge da elemento formatore di nitruro, ma riduce anche la fragilità alla temperatura di nitrurazione. In generale, se l'acciaio contiene uno o più elementi formanti nitruri, l'effetto di nitrurazione è migliore, in cui lo 0.85 - 1.5% di alluminio è il miglior risultato di nitrurazione, anche una certa quantità di contenuto di cromo può ottenere un buon effetto. L'acciaio al carbonio normale non è adatto per la nitrurazione dell'acciaio perché lo strato di nitrurazione è fragile e facile da staccare.

 

Acciai da nitrurazione comunemente usati tra cui:

(1) Acciai debolmente legati contenenti alluminio (acciai da nitrurazione standard)

(2) Acciaio a medio basso tenore di carbonio contenente Cr SAE41XX serie, serie 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800.

(3) Acciaio per stampi a caldo (contenente circa il 5% di cromo), SAEH11 (SKD - 61) H12, H13

(4) Sistema SAE 400 in ferrite e acciaio inossidabile martensitico

(5) Acciaio inossidabile austenitico serie SAE 300

(6) Acciaio inossidabile temprato precipitato 17-4PH, 17-7PH, A-286, ecc

 

Gli acciai da nitrurazione standard contenenti alluminio hanno uno strato superficiale di elevata durezza e resistente all'usura dopo la nitrurazione, ma anche lo strato indurito è fragile. Al contrario, gli acciai bassolegati contenenti cromo hanno una durezza inferiore, ma lo strato indurito è più duttile e la superficie ha anche una notevole resistenza all'usura e alla trave. Pertanto, le caratteristiche dei materiali e delle parti dovrebbero essere combinate quando si scelgono i materiali. Gli acciai per utensili come H11 (SKD61), D2 (SKD - 11) hanno un'elevata durezza superficiale e un'elevata resistenza al nucleo.

 

Processo di nitrurazione di acciai basso legati contenenti alluminio

Pulizia superficiale delle parti prima della nitrurazione

La maggior parte delle parti può essere immediatamente nitrurata dopo il gasolio, alcune parti possono anche essere pulite con benzina, ma la lucidatura, la molatura, la lucidatura e altri metodi di lavorazione possono ostacolare lo strato superficiale di nitrurazione, con conseguente strato di nitrurazione irregolare o piegatura e altri difetti. A questo punto, è necessario utilizzare i seguenti metodi per rimuovere lo strato superficiale. In primo luogo, prima della nitrurazione, è stato utilizzato il gas per la rimozione dell'olio, quindi è stata utilizzata la polvere di ossido di alluminio per il trattamento di sabbiatura sulla superficie e quindi è stato lavorato il rivestimento di fosfato sulla superficie.

 

Scaricare l'aria nel forno di nitrurazione

Le parti trattate possono essere riscaldate dopo la sigillatura nel forno di nitrurazione, ma l'aria deve essere rimossa dal forno prima del riscaldamento a 150 ℃. L'esclusione del gas nel forno serve principalmente per prevenire la decomposizione dell'ammoniaca, il contatto con l'aria e il gas esplosivo e per prevenire l'ossidazione superficiale del materiale e del supporto trattati. I gas utilizzati sono ammoniaca e azoto. Il processo è il seguente: (1) Dopo che il coperchio del forno delle parti lavorate è sigillato, ha iniziato a fluire nell'ammoniaca anidra (2) Per impostare il controllo automatico della temperatura del forno di riscaldamento a 150 ℃ e avviare il forno di riscaldamento (notare che la temperatura del forno è superiore a 150 ℃) (3) L'aria in uscita al di sotto del 10%, o lo scarico di gas contenente più del 90% di NH3, la temperatura del forno sale nuovamente a temperature di nitrurazione.

 

Il tasso di decomposizione dell'ammoniaca

La nitrurazione viene effettuata a contatto con altri elementi di lega e azoto primario, cioè l'acciaio stesso diventa un catalizzatore quando il gas di ammoniaca è a contatto con l'acciaio riscaldante e favorisce la decomposizione dell'ammoniaca. Sebbene in diversi tassi di decomposizione l'ammoniaca possa essere nitrurata, ma generalmente utilizzare il 15-30% del tasso di decomposizione e, in base allo spessore richiesto di nitrurazione per mantenere almeno 4-10 ore, la temperatura di trattamento viene mantenuta a circa 520 ℃.

 

Raffreddamento 

La maggior parte dei forni di nitrurazione industriali sono combinati con uno scambiatore di calore per raffreddare il forno e le parti da trattare dopo che la nitrurazione è stata completata. Cioè, una volta completata la nitrurazione, spegnere l'alimentazione di riscaldamento per ridurre la temperatura del forno di circa 50 ℃, quindi raddoppiare il flusso di ammoniaca per avviare l'interruttore di riscaldamento. A questo punto, è necessario osservare se c'è trabocco di bolle nella bottiglia di vetro collegata al tubo di scarico per confermare la pressione positiva nel forno. Dopo che l'ammoniaca nel forno si è stabilizzata, ridurre immediatamente il flusso di ammoniaca per mantenere la pressione positiva. Quando la temperatura del forno scende al di sotto di 150 ℃, utilizzare il metodo di scarico del gas nel forno e aprire il coperchio del forno dopo aver introdotto aria o azoto.