Welke staalmaterialen kunnen nitreren?

In het vorige artikel hebben we de methode van nitreren van staal geïntroduceerd. Zoals we weten, verwijst nitridebehandeling naar het chemische warmtebehandelingsproces waarbij stikstofatomen onder een bepaalde temperatuur en medium in het oppervlak van het werkstuk dringen om de slijtvastheid, oppervlaktehardheid, vermoeidheidsgrens en corrosiebestendigheid van stalen onderdelen te verhogen. Nitrerende metalen producten hebben een uitstekende slijtvastheid, vermoeidheidsweerstand, corrosiebestendigheid en hoge temperatuurbestendigheid. De elementen aluminium, chroom, vanadium en molybdeen in staal dragen bij aan het nitreren, dat stabiele nitrideverbindingen vormt wanneer ze bij nitrideringstemperatuur in contact komen met primitieve stikstofatomen.

Vooral molybdeen werkt niet alleen als een nitridevormend element, maar vermindert ook de brosheid bij de nitreertemperatuur. Over het algemeen geldt dat als het staal een of meer nitridevormende elementen bevat, het nitrerende effect beter is, waarbij 0.85 - 1.5% aluminium het beste nitrideresultaat is, een bepaalde hoeveelheid chroom kan ook een goed effect hebben. Gewoon koolstofstaal is niet geschikt voor het nitreren van staal omdat de nitridelaag broos is en gemakkelijk af te pellen.

 

Veelgebruikte nitridestaalsoorten, waaronder:

(1) Laaggelegeerde staalsoorten die aluminium bevatten (standaard nitrerende staalsoorten)

(2) Cr-bevattend laaggelegeerd staal van gemiddelde koolstofatomen SAE 41XX reeks, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 reeksen.

(3) Heet werkmatrijsstaal (met ongeveer 5% chroom), SAE H11 (SKD - 61) H12, H13

(4) SAE 400-systeem van ferriet en martensitisch roestvrij staal

(5) Austenitisch roestvrij staal SAE 300-serie

(6) Neerslag gehard roestvrij staal 17-4PH, 17-7PH, A-286, enz

 

Standaard nitrerende staalsoorten die aluminium bevatten hebben na nitreren een hoge hardheid en slijtvaste oppervlaktelaag, maar de uitgeharde laag is ook bros. Integendeel, laaggelegeerde staalsoorten die chroom bevatten, hebben een lagere hardheid, maar de geharde laag is ductieler en het oppervlak heeft ook een aanzienlijke slijtvastheid en balkweerstand. Daarom moeten de kenmerken van materialen en onderdelen worden gecombineerd bij het kiezen van materialen. Gereedschapsstaalsoorten zoals H11 (SKD61), D2 (SKD - 11) hebben een hoge oppervlaktehardheid en een hoge kernsterkte.

 

Nitreerproces van laaggelegeerde staalsoorten die aluminium bevatten

Oppervlaktereiniging van onderdelen voor nitreren

De meeste onderdelen kunnen na gasolie direct worden genitreerd, sommige onderdelen kunnen ook met benzine worden gereinigd, maar polijsten, slijpen, polijsten en andere bewerkingsmethoden kunnen de nitreeroppervlaklaag hinderen, wat resulteert in een ongelijkmatige nitridelaag of buiging en andere defecten. Op dit moment moeten de volgende methoden worden gebruikt om de oppervlaktelaag te verwijderen. Ten eerste werd vóór het nitreren gas gebruikt voor het verwijderen van olie, vervolgens werd aluminiumoxidepoeder gebruikt voor de zandstraalbehandeling op het oppervlak en vervolgens werd fosfaatcoating op het oppervlak verwerkt.

 

Afvoerlucht in nitreeroven

De behandelde onderdelen kunnen worden verwarmd na het sealen in de nitreeroven, maar de lucht moet uit de oven worden verwijderd voordat deze wordt verwarmd tot 150 ℃. Het gas in de oven uitsluiten is voornamelijk om ammoniakafbraak en luchtcontact en explosief gas te voorkomen, en om de oppervlakteoxidatie van het behandelde materiaal en de drager te voorkomen. De gebruikte gassen zijn ammoniak en stikstof. Het proces is als volgt: (1) Nadat de ovenafdekking van de bewerkte onderdelen was verzegeld, begon het in de watervrije ammoniak te stromen (2) Om de automatische temperatuurregeling van de opwarmoven op 150 ℃ in te stellen en de oven te verwarmen (let op de oventemperatuur hoger dan 150 ℃) (3) De lucht onder de 10%, of de afvoer van gas dat meer dan 90% NH3 bevat, stijgt de oventemperatuur weer tot nitreertemperaturen.

 

De ontledingssnelheid van ammoniak

Nitreren wordt uitgevoerd in contact met andere legeringselementen en primaire stikstof, dat wil zeggen dat het staal zelf een katalysator wordt wanneer het ammoniakgas in contact komt met het verwarmingsstaal en de ontleding van ammoniak bevordert. Hoewel ammoniak in verschillende ontledingssnelheden genitreerd kan worden, maar in het algemeen 15 - 30% van de ontledingssnelheid gebruikt, en afhankelijk van de vereiste dikte van de nitrering om ten minste 4 - 10 uur te handhaven, wordt de behandelingstemperatuur op ongeveer 520 ℃ gehouden.

 

Koeling 

De meeste industriële nitreerovens worden gecombineerd met een warmtewisselaar om de oven en de te behandelen onderdelen te koelen nadat het nitreren is voltooid. Dat wil zeggen, nadat het nitreren is voltooid, schakelt u de verwarmingsstroomtoevoer uit om de oventemperatuur met ongeveer 50 ° C te verlagen en vervolgens de ammoniakstroom te verdubbelen om de warmteschakelaar te starten. Op dit moment is het noodzakelijk om te observeren of er sprake is van een overloop van bellen in de glazen fles die is aangesloten op de uitlaatpijp om de positieve druk in de oven te bevestigen. Nadat de ammoniak in de oven is gestabiliseerd, vermindert u onmiddellijk de ammoniakstroom om de positieve druk te behouden. Wanneer de oventemperatuur onder de 150 ℃ daalt, gebruikt u de methode om het gas in de oven af ​​te voeren en opent u de ovenafdekking na het inbrengen van lucht of stikstof.