강철의 질화 과정

질화는 질소 원자가 특정 온도와 매체에서 공작물 표면으로 침투하는 화학 열처리 공정입니다. 일반적인 방법은 액체 질화, 가스 질화, 이온 질화이며, 후자의 두 가지 유형이 가장 일반적으로 사용됩니다. 전통적인 가스 질화는 가공물을 흐르는 암모니아 가스로 가득 찬 밀봉 된 용기에 넣어 장시간 가열 및 보온 한 후 암모니아가 가공물 표면에 흡착 된 활성 질소 원자로 분해되어 확산되어 우수한 표면 성능을 얻기 위해 표면의 화학적 조성 및 조직.

강철에 침투 한 질소는 금속 표면과 코어에 질소 함량이 다른 질화 철을 형성하고 강철의 합금 원소, 특히 질화 알루미늄과 질화 크롬과 함께 다양한 질화 합금을 형성합니다. 이 질화물 화합물은 높은 경도, 열 안정성 및 높은 분산을 가지고있어 질화강이 높은 표면 경도, 내마모성, 피로 강도, 물림 방지, 대기 및 과열 증기 부식 능력, 템퍼링 방지 연화 능력을 얻을 수 있습니다. 노치 감도를 줄입니다.

질소의 확산을 촉진하기 위해 질화 과정에서 탄소가 침투하는 것을 연질 화라고합니다. 침탄 공정과 비교할 때 질화 온도는 상대적으로 낮고 왜곡이 적지 만 심장의 경도가 낮기 때문에 투과성 층이 얕고 일반적으로 가볍고 중하 중 내마모성, 피로 저항 또는 특정 내열성, 기계 부품의 내식성 요구 사항, 다양한 절삭 공구, 냉간 작업 및 고온 작업 다이.

 

가스 질화

가스 질화의 주요 목적은 41CrAlMo74 질화강에 적합한 금속의 내마모성과 높은 표면 경도를 개선하는 것입니다. 질화 후 공작물의 표면 경도는 HV850 ~ 1200에 도달 할 수 있습니다. 질화 온도가 낮고 작은 왜곡은 고정밀 요구 사항에 사용할 수 있으며 보링 머신 보링로드 및 스핀들, 연삭기 스핀들, 실린더 슬리브 등과 같은 부품의 내마모성 요구 사항을 사용할 수 있습니다. 그러나 마모에는 적합하지 않습니다. 얇은 질화 층으로 인해 무거운 하중에서 부품에 저항합니다.

가스 질화는 일반적인 질화 방법 (등온 질화) 또는 다단계 (480, 520) 질화 방법 일 수 있습니다. 전자는 질화 온도이며 암모니아 분해율은 일반적으로 15 ~ 30 ℃, 암모니아 분해율 80 ~ XNUMX %, 유지 시간은 거의 XNUMX 시간으로 전체 질화 과정에서 변하지 않습니다. 이 공정은 침수 층이 얕고 왜곡이 심하고 경도가 높은 부품에 적합하지만 가공 시간이 너무 깁니다.

다단계 질화는 전체 질화 공정에서 서로 다른 온도, 서로 다른 암모니아 분해 속도 및 서로 다른 시간에서 질화 및 확산을 수행하는 것입니다. 전체 질화 시간은 거의 50 시간으로 단축 될 수 있으며 더 깊은 침투 층을 얻을 수 있지만 질화 온도가 높고 왜곡이 더 큽니다.

부식 방지 가스 질화, 550 ~ 700 ℃ 사이의 질화 온도, 절연 0.5 ~ 3 시간, 암모니아 분해 속도 35 ~ 70 %, 공작물의 표면은 높은 화합물 층의 화학적 안정성을 얻을 수 있으며 젖은 상태로 공작물을 방지 할 수 있습니다 공기, 과열 증기, 가스 연소 생성물 등, 부식.

일반 가스 질화 가공물의 경우 표면은 은회색입니다. 때로는 산화로 인해 파란색 또는 노란색이 될 수 있지만 일반적으로 사용에는 영향을 미치지 않습니다.

 

이온 질화

글로우 방전 원리 때문에 글로우 질화라고도합니다. 금속 공작물은 음극으로 질소 매체의 음압 용기에 배치되고 매체의 질소 및 수소 원자는 대전 후 이온화되고 플라즈마 영역의 강한 전기장은 양극과 음극 사이에 형성되며, 그리고 질소와 수소의 양이온이 작업 물의 표면을 고속으로 "충격"합니다.

이온의 높은 운동 에너지는 열 에너지로 변환되어 금속 표면을 원하는 온도로 가열합니다. 이온 충격은 가공물 표면에 원자 스퍼터링을 생성하며 이는 정화 효과와 유사합니다. 동시에 흡착 및 확산 효과로 인해 공작물 표면에 질소가 침투하여 공작 기계의 나사, 기어 및 금형과 같은 부품에 사용됩니다.

일반 가스 질화와 비교하여 이온 질화의 장점은 다음과 같습니다. 질화주기 단축; 520-540의 질화물 온도, 공작물 변형이 작고 질화물 층 취성이 작습니다. 국부 질화를 실현할 수 있으며, 침투 층의 두께와 구조를 제어 할 수 있습니다. 이온 충격은 표면을 정화하고 금속 부품 표면의 패시베이션 필름을 제거 할 수 있습니다. 스테인리스 강과 내열강은 직접 질화 처리 할 수 ​​있습니다.

 

질화 침탄

연질 화라고도하는 저온 질화, 즉 금속 표면은 철-질소 유텍 토이 드 전이 온도 아래에서 질소와 탄소로 투과됩니다. 소량의 탄소 침투 후 형성된 미세 탄화물은 질소의 확산을 촉진하고 높은 질소 화합물의 형성을 가속화하여 탄소의 용해도를 차례로 증가시킵니다. 또한 질화물의 탄소는 취성을 줄일 수 있습니다. 질화 침탄은 가공물의 피로 수명을 향상시킬뿐만 아니라 내마모성, 내식성 및 물림 방지 능력을 향상시킬뿐만 아니라 저비용, 간단한 작동, 짧은 시간, 작은 가공물 왜곡 및 좋은 외관의 장점을 가지고 있습니다. 탄질 화층은 침탄 층보다 얕아서 일반적으로 경하 중을 견디고 내마모성이 높은 부품이 필요합니다.

일반적인 연질 화 방법은 액체 방법과 가스 방법입니다. 처리 온도는 530 ~ 570 ℃이고 보존 시간은 1 ~ 3 시간이다. 액체 방법은 시안화물 염 또는 다양한 염욕 제제이며 일반적으로 사용되는 중성 염 + 암모니아 및 요소 + 탄산염이지만 이러한 반응 생성물은 독성이 있습니다. 가스 매체는 주로 흡열 성 또는 발열 성 가스 (대기 조절) + 암모니아, 요소 ​​열 분해 가스, 포름 아미드, 트리에탄올 아민 등과 같은 탄소와 질소를 포함하는 유기 용매를 떨어 뜨립니다.

Cyanide cyaniding은 고온 탄질 화를 의미하며, 상대적으로 높은 온도와 탄소 원자의 강력한 확산 능력으로 인해 담금질 후 주로 침탄을 사용하여 질소 함유 고 탄소 오스테 나이트 및 질소 함유 고 탄소 마르텐 사이트를 형성합니다. 질소의 침투는 탄소의 침투를 촉진하여 공동 침투 속도가 빨라집니다. 0.5 ~ 0.8mm의 침투 층은 4 ~ 6 시간 동안 유지하여 얻을 수있어 과냉각 오스테 나이트의 안정성을 향상시킵니다.