우리는 지난 기사에서 강철 질화 방법을 소개했습니다. 아시다시피 질화 처리는 특정 온도와 매체에서 질소 원자가 공작물 표면에 침투하여 철강 부품의 내마모성, 표면 경도, 피로 한계 및 내식성을 높이는 화학 열처리 공정을 말합니다. 질화 금속 제품은 내마모성, 피로 저항성, 내식성 및 고온 저항성이 우수합니다. 강철에서 알루미늄, 크롬, 바나듐 및 몰리브덴의 원소는 질화에 기여하며, 질화 온도에서 원시 질소 원자와 접촉 할 때 안정적인 질화물 화합물을 형성합니다.
특히 몰리브덴은 질화물 형성 요소로 작용할뿐만 아니라 질화 온도에서 취성을 감소시킵니다. 일반적으로 강철에 하나 이상의 질화물 형성 원소가 포함되어 있으면 질화 효과가 더 좋습니다. 0.85 ~ 1.5 % 알루미늄이 가장 좋은 질화 결과이며, 일정량의 크롬 함량도 좋은 효과를 얻을 수 있습니다. 일반 탄소강은 질화 층이 부서지기 쉽고 벗겨지기 쉽기 때문에 질화 강철에 적합하지 않습니다.
일반적으로 사용되는 질화강은 다음과 같습니다.
(1) 알루미늄 함유 저 합금강 (표준 질화강)
(2) Cr 함유 중 탄소 저 합금강 SAE 41XX 시리즈, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 시리즈.
(3) 열간 금형 강 (크롬 약 5 % 함유), SAE H11 (SKD — 61) H12, H13
(4) 페라이트 및 마르텐 사이트 스테인리스 강 SAE 400 시스템
(5) 오스테 나이트 계 스테인리스 강 SAE 300 시리즈
(6) 침전 경화 스테인레스 스틸 17-4PH, 17-7PH, A-286 등
알루미늄을 함유 한 표준 질화강은 질화 후 높은 경도와 내마모성 표면층을 갖지만 경화 층도 부서지기 쉽습니다. 반대로 크롬을 함유 한 저 합금강은 경도가 낮지 만 경화 층이 더 연성이고 표면도 상당한 내마모성과 빔 저항을 가지고 있습니다. 따라서 재료를 선택할 때 재료와 부품의 특성을 결합해야합니다. H11 (SKD61), D2 (SKD — 11)와 같은 공구강은 표면 경도와 코어 강도가 높습니다.
알루미늄을 함유 한 저 합금강의 질화 공정
질화 전 부품 표면 청소
대부분의 부품은 경유 후 즉시 질화 될 수 있으며 일부 부품은 가솔린으로도 청소할 수 있지만 연마, 연삭, 연마 및 기타 가공 방법은 질화 표면층을 방해하여 질화 층 또는 굽힘 및 기타 결함을 초래할 수 있습니다. 이때 표층을 제거하려면 다음과 같은 방법을 사용해야합니다. 먼저 질화 전에 기름을 제거하기 위해 가스를 사용하고 표면의 샌드 블라스팅 처리를 위해 산화 알루미늄 분말을 사용한 다음 표면에 인산염 코팅을 처리했습니다.
질화로에서 공기 배출
처리 된 부품은 질화로에서 밀봉 한 후 가열 할 수 있지만 150 ℃로 가열하기 전에로에서 공기를 제거해야합니다. 노에서 가스를 제외하는 것은 주로 암모니아 분해, 공기 접촉 및 폭발성 가스를 방지하고 처리 된 재료 및 지지체의 표면 산화를 방지하기위한 것입니다. 사용되는 가스는 암모니아와 질소입니다. 공정은 다음과 같습니다. (1) 가공 부품로 커버를 밀봉 한 후 무수 암모니아로 유입되기 시작합니다. (2) 재가열로의 자동 온도 제어를 150 ℃로 설정하고 가열로를 시작합니다 (로 온도가 150 ℃) (3) 공기가 10 % 이하로 나오거나 90 % 이상의 NH3를 포함하는 가스가 배출되면 노 온도가 다시 질화 온도로 상승합니다.
암모니아 분해율
질화는 다른 합금 원소 및 15 차 질소와 접촉하여 수행됩니다. 즉, 암모니아 가스가 가열 강철과 접촉 할 때 강철 자체가 촉매가되어 암모니아의 분해를 촉진합니다. 암모니아의 분해율이 다르더라도 질화 할 수 있지만 일반적으로 분해율의 30 ~ 4 %를 사용하고 최소 10 ~ 520 시간을 유지하기 위해 요구되는 질화 두께에 따라 처리 온도는 약 XNUMX ℃로 유지된다.
냉각
대부분의 산업용 질화로는 열 교환기와 결합되어 가열로와 질화가 완료된 후 처리 할 부품을 냉각시킵니다. 즉, 질화가 완료된 후 가열 전원을 차단하여 노 온도를 약 50 ℃로 낮추고 암모니아의 흐름을 두 배로 늘려 히트 스위치를 시작합니다. 이때 배기관에 연결된 유리 병에 기포가 넘치지 않는지 관찰하여 용광로의 양압을 확인해야합니다. 용광로의 암모니아가 안정화 된 후 즉시 암모니아의 흐름을 줄여 양압을 유지합니다. 퍼니스 온도가 150 ℃ 이하로 떨어지면 퍼니스에 가스를 배출하는 방법을 사용하고 공기 또는 질소를 도입 한 후 퍼니스 커버를 엽니 다.