Çeliğin nitrürleme işlemi

Nitrürleme, nitrojen atomlarının belirli bir sıcaklık ve ortamda iş parçasının yüzeyine nüfuz ettiği bir kimyasal ısıl işlemdir. Yaygın yöntemler sıvı nitrürleme, gaz nitrürleme, iyon nitrürlemedir, son iki tip en yaygın olarak kullanılanlardır. Geleneksel gaz nitrürleme, iş parçasını uzun süre ısıtma ve ısı korumasından sonra akan amonyak gazıyla dolu kapalı bir kaba koymaktır, amonyak iş parçasının yüzeyine adsorbe edilen aktif nitrojen atomlarına ayrışır ve içine yayılır. Mükemmel yüzey performansı elde etmek için yüzeyin kimyasal bileşimi ve organizasyonu.

Çeliğin içine sızan nitrojen, metal yüzeyinde ve çekirdekte farklı nitrojen içeriğine sahip demir nitrür oluşturur ve çeliğin içindeki alaşım elementleri ile özellikle alüminyum nitrür ve krom nitrür olmak üzere çeşitli alaşım nitrürleri oluşturur. Bu nitrür bileşikleri, nitrürleme çeliğinin yüksek yüzey sertliği, aşınma direnci, yorulma mukavemeti, ısırma önleyici, atmosferik ve aşırı ısıtılmış buhar korozyon kabiliyeti, temperleme önleyici yumuşama kabiliyeti elde etmesini sağlayan yüksek sertliğe, termal stabiliteye ve yüksek dağılıma sahiptir. çentik hassasiyetini azaltın.

Nitrürleme işleminde nitrojen difüzyonunu teşvik etmek için karbon sızarsa, buna nitrokarbürleme denir. Karbürleme işlemi ile karşılaştırıldığında, nitrürleme sıcaklığı nispeten düşüktür, küçük bozulma, ancak kalbin düşük sertliği nedeniyle, geçirgenlik tabakası sığdır, genellikle sadece hafif ve orta yük aşınmaya dayanıklı, yorulma direnci gereksinimlerini karşılayabilir veya belirli ısı direnci, makine parçalarının korozyon direnci gereksinimlerinin yanı sıra çeşitli kesme aletleri, soğuk iş ve sıcak iş kalıbı.

 

Gaz Nitrürleme

Gaz nitrürlemenin temel amacı, 41CrAlMo74 nitrürleme çeliği için uygun metalin aşınma direncini ve yüksek yüzey sertliğini iyileştirmektir. Nitrürlemeden sonra iş parçasının yüzey sertliği HV850~1200'e ulaşabilir. Nitrürleme sıcaklığı düşüktür, yüksek hassasiyet gereksinimleri ve delme makinesi delme çubuğu ve mili, taşlama makinesi mili, silindir kovanı vb. gibi parçaların aşınmaya dayanıklı gereksinimleri için küçük bozulma kullanılabilir. Ancak aşınma için uygun değildir. ince nitrürleme tabakası nedeniyle ağır yük altında dirençli parçalar.

Gaz nitrürleme, genel bir nitrürleme yöntemi (izotermal nitrürleme) veya çok aşamalı (iki, üç) nitrürleme yöntemi olabilir. İlki, nitrürleme sıcaklığıdır ve amonyak ayrışma oranı, tüm nitrürleme işleminde değişmeden kalır, genellikle 480~520 ℃, amonyak ayrışma oranı %15~30, tutma süresi yaklaşık 80 saattir. Bu işlem, sığ sızıntı tabakası, katı bozulma ve yüksek sertliğe sahip parçalar için uygundur, ancak işlem süresi çok uzundur.

Çok aşamalı nitrürleme, tüm nitrürleme işleminde farklı sıcaklıklarda, farklı amonyak bozunma oranlarında ve farklı zamanlarda nitrürleme ve difüzyon gerçekleştirmektir. Tüm nitrürleme süresi yaklaşık 50 saate kısaltılabilir ve daha derin bir infiltrasyon tabakası elde edilebilir, ancak nitrürleme sıcaklığı daha yüksektir ve bozulma daha büyüktür.

Korozyon önleyici gaz nitrürleme, 550~700℃ arasında nitrürleme sıcaklığı, 0.5~3 saat yalıtım, %35~70 amonyak ayrışma oranı vardır, iş parçasının yüzeyi yüksek bileşik tabakasının kimyasal stabilitesini elde edebilir, iş parçasının ıslanmasını önleyebilir. hava, aşırı ısıtılmış buhar, gaz yanma ürünleri vb., korozyon.

Normal bir gaz nitrürleme iş parçası için yüzey gümüş grisidir. Bazen oksidasyon nedeniyle mavi veya sarı da olabilir, ancak genellikle kullanımı etkilemez.

 

İyon Nitrürleme

Kızdırma deşarj prensibi nedeniyle kızdırma nitrürleme olarak da bilinir. Metal iş parçası, katot olarak azot ortamının negatif basınçlı kabına yerleştirilir ve ortamdaki azot ve hidrojen atomları elektrifikasyondan sonra iyonize edilir ve anot ile katot arasında plazma bölgesinde güçlü elektrik alanı oluşturulur, ve pozitif nitrojen ve hidrojen iyonları iş parçasının yüzeyine yüksek hızda "vurur".

İyonların yüksek kinetik enerjisi ısı enerjisine dönüştürülerek metal yüzeyi istenilen sıcaklığa ısıtılır. İyon bombardımanı, iş parçasının yüzeyinde arıtma etkisine benzer şekilde atomik saçılma üretir. Aynı zamanda, adsorpsiyon ve difüzyon etkisi, takım tezgahının vida, dişli ve kalıp gibi parçalar için kullanılan iş parçasının yüzeyine azotun nüfuz etmesini sağlar.

Genel gaz nitrürleme ile karşılaştırıldığında, iyon nitrürlemenin avantajları şunlardır: nitrürleme döngüsünü kısaltmak; 520-540'ta nitrür sıcaklığı, iş parçası deformasyonu küçüktür, nitrür tabakası kırılganlığı küçüktür; Lokal nitrürleme gerçekleştirilebilir ve infiltrasyon tabakasının kalınlığı ve yapısı kontrol edilebilir. İyon bombardımanı, yüzeyi arındırabilir ve metal parçaların yüzeyindeki pasivasyon filmini kaldırabilir. Paslanmaz çelik ve ısıya dayanıklı çelik doğrudan nitrürlenebilir.

 

nitrokarbürleme

Yumuşak nitrürleme olarak da bilinen düşük sıcaklıkta nitrürleme, yani metal yüzeyine demir – nitrojen ötektoid geçiş sıcaklığının altında nitrojen ve karbon nüfuz eder. Az miktarda karbonun sızmasından sonra oluşan mikro karbürler, nitrojenin difüzyonunu teşvik edebilir ve yüksek nitrojen bileşiklerinin oluşumunu hızlandırabilir, bu da karbonun çözünürlüğünü arttırır. Ek olarak, nitrürlerdeki karbon kırılganlığı azaltabilir. Nitrokarbürleme sadece iş parçasının yorulma ömrünü iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda aşınma direnci, korozyon direnci ve ısırık önleme özelliğinin yanı sıra düşük maliyet, basit kullanım, daha kısa süre, küçük iş parçası bozulması ve iyi görünüm avantajlarına da sahiptir. Ancak genel karbonitrürleme tabakası, karbonlama tabakasından daha sığdır, bu nedenle genellikle hafif yükü taşımak için kullanılır ve yüksek aşınma dirençli parçalar gerektirir.

Yaygın nitrokarbürleme yöntemleri, sıvı yöntemi ve gaz yöntemidir. Tedavi sıcaklığı 530~570℃ ve koruma g süresi 1~3 saattir. Sıvı yöntem, bir siyanür tuzu veya çeşitli tuz banyosu formülasyonlarıdır, yaygın olarak kullanılanlar nötr tuz + amonyak ve üre + karbonattır, ancak bu reaksiyon ürünleri toksiktir. Gaz ortamı esas olarak endotermik veya ekzotermik gazdır (kontrollü atmosfer) + amonyak, üre termal bozunma gazı, formamid, trietanolamin ve benzeri gibi karbon ve nitrojen içeren organik çözücüler damlatır.

Siyanür siyanürleme, nispeten yüksek sıcaklığı ve karbon atomlarının güçlü difüzyon kabiliyeti nedeniyle söndürmeden sonra nitrojen içeren yüksek karbonlu Ostenit ve nitrojen içeren yüksek karbonlu martensit oluşturmak için esas olarak karbürleme kullanan yüksek sıcaklıkta karbonitrürleme anlamına gelir. Azotun sızması, birlikte sızma hızının daha hızlı olması için karbon sızmasını teşvik eder. 0.5~0.8 mm'lik sızma katmanı, 4~6 saat tutularak elde edilebilir, bu da aşırı soğutulmuş östenitin kararlılığını artırır.