Hangi çelik malzemeler Nitrürleme olabilir?

Son yazıda çeliği nitrürleme yöntemini tanıttık. Bildiğimiz gibi, nitrürleme işlemi, çelik parçaların aşınma direncini, yüzey sertliğini, yorulma sınırını ve korozyon direncini artırmak için azot atomlarının iş parçasının yüzeyine belirli bir sıcaklık ve ortam altında nüfuz ettiği kimyasal ısıl işlem sürecini ifade eder. Nitrürleme metal ürünleri mükemmel aşınma direncine, yorulma direncine, korozyon direncine ve yüksek sıcaklık direncine sahiptir. Çelikteki alüminyum, krom, vanadyum ve molibden elementleri, nitrürleme sıcaklığında ilkel azot atomlarıyla temas ettiklerinde kararlı nitrür bileşikleri oluşturan nitrürlemeye katkıda bulunur.

Özellikle molibden, sadece nitrür oluşturan bir element olarak hareket etmekle kalmaz, aynı zamanda nitrürleme sıcaklığındaki kırılganlığı da azaltır. Genel olarak konuşursak, çelik bir veya daha fazla nitrür oluşturan element içeriyorsa, nitrürleme etkisi daha iyidir, burada %0.85 - 1.5 alüminyum en iyi nitrürleme sonucudur, belirli bir miktarda krom içeriği de iyi bir etki elde edebilir. Düz karbon çeliği, nitrürleme tabakası kırılgan olduğundan ve soyulması kolay olduğundan, nitrürleme çeliği için uygun değildir.

 

Aşağıdakileri içeren yaygın olarak kullanılan nitrürleme çelikleri:

(1) Alüminyum içeren düşük alaşımlı çelikler (Standart nitrürleme çelikleri)

(2) Cr içeren orta karbonlu düşük alaşımlı çelik SAE41XX serisi, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 serisi.

(3) Sıcak iş kalıp çeliği (Yaklaşık %5 krom içerir), SAE H11 (SKD — 61) H12, H13

(4) Ferrit ve Martensitik paslanmaz çelik SAE 400 sistemi

(5) Östenitik paslanmaz çelik SAE 300 serisi

(6) Çökelti sertleştirilmiş paslanmaz çelik 17-4PH, 17-7PH, A-286, vb.

 

Alüminyum içeren standart nitrürleme çelikleri, nitrürlemeden sonra yüksek sertliğe ve aşınmaya dirençli bir yüzey tabakasına sahiptir, ancak sertleştirilmiş tabaka da kırılgandır. Aksine, krom içeren düşük alaşımlı çelikler daha düşük sertliğe sahiptir, ancak sertleştirilmiş tabaka daha sünektir ve yüzey ayrıca önemli ölçüde aşınma direncine ve kiriş direncine sahiptir. Bu nedenle malzeme seçimi yapılırken malzeme ve parçaların özellikleri birleştirilmelidir. H11 (SKD61), D2 (SKD — 11) gibi takım çelikleri yüksek yüzey sertliğine ve yüksek çekirdek mukavemetine sahiptir.

 

Alüminyum içeren düşük alaşımlı çeliklerin nitrürleme işlemi

Nitrürleme öncesi parçaların yüzey temizliği

Parçaların çoğu gaz yağından hemen sonra nitrürlenebilir, bazı parçalar benzinle de temizlenebilir, ancak cilalama, taşlama, cilalama ve diğer işleme yöntemleri nitrürleme yüzey katmanını engelleyebilir, bu da düzensiz nitrürleme katmanı veya bükülme ve diğer kusurlara neden olabilir. Bu sırada, yüzey tabakasını çıkarmak için aşağıdaki yöntemler kullanılmalıdır. Nitrürlemeden önce, yağ giderme için gaz kullanılmış, daha sonra yüzeyde kumlama işlemi için alüminyum oksit tozu kullanılmış ve daha sonra yüzeyde fosfat kaplama işlemi yapılmıştır.

 

Nitrürleme fırınında tahliye havası

İşlem görmüş parçalar nitrürleme fırınında sızdırmaz hale getirildikten sonra ısıtılabilir, ancak 150°C'ye ısıtılmadan önce havanın fırından çıkarılması gerekir. Gazın fırında hariç tutulması, esas olarak amonyak ayrışmasını ve hava ile temasını ve patlayıcı gazı önlemek ve işlenmiş malzeme ve desteğin yüzey oksidasyonunu önlemek içindir. Kullanılan gazlar amonyak ve azottur. İşlem aşağıdaki gibidir: (1) İşlenmiş parçalar fırın kapağı kapatıldıktan sonra susuz amonyak içine akmaya başladı (2) Yeniden ısıtma fırınının otomatik sıcaklık kontrolünü 150 ℃'ye ayarlamak ve fırını ısıtmaya başlamak için (fırın sıcaklığının daha yüksek olduğuna dikkat edin). 150 ℃) (3) %10'un altındaki hava veya %90'dan fazla NH3 içeren gazın tahliyesi, fırın sıcaklığı tekrar nitrürleme sıcaklıklarına yükselir.

 

Amonyağın ayrışma hızı

Nitrürleme, diğer alaşım elementleri ve birincil nitrojen ile temas halinde gerçekleştirilir, yani, amonyak gazı ısıtma çeliği ile temas ettiğinde çeliğin kendisi bir katalizör olur ve amonyağın ayrışmasını destekler. Her ne kadar farklı amonyak ayrışma oranlarında nitrürlenebilir, ancak genellikle ayrışma oranının% 15-30'unu kullanır ve en az 4 - 10 saat korumak için gerekli nitrürleme kalınlığına göre, işlem sıcaklığı yaklaşık 520 ° C'de tutulur.

 

Soğutma 

Çoğu endüstriyel nitrürleme fırını, nitrürleme tamamlandıktan sonra fırını ve işlenecek parçaları soğutmak için bir ısı eşanjörü ile birleştirilir. Yani, nitrürleme tamamlandıktan sonra, fırın sıcaklığını yaklaşık 50 ℃ azaltmak için ısıtma güç kaynağını kapatın ve ardından ısı anahtarını başlatmak için amonyak akışını ikiye katlayın. Bu sırada fırındaki pozitif basıncı doğrulamak için egzoz borusuna bağlı cam şişede kabarcık taşması olup olmadığını gözlemlemek gerekir. Fırındaki amonyak stabilize olduktan sonra, pozitif basıncı korumak için hemen amonyak akışını azaltın. Fırın sıcaklığı 150℃'nin altına düştüğünde, fırındaki gazı boşaltma yöntemini kullanın ve hava veya nitrojen girdikten sonra fırın kapağını açın.