Третман нитрирањем се односи на процес хемијске топлотне обраде у коме атоми азота продиру у површину радног предмета у одређеном медијуму на одређеној температури. Нитрирани производи имају одличну отпорност на хабање, отпорност на замор, отпорност на корозију и отпорност на високе температуре.
Увод у третман нитрирања
Елементи алуминијума, хрома, ванадијума и молибдена у традиционалном легираном челику су веома корисни за нитрирање. Ови елементи формирају стабилне нитриде када дођу у контакт са примитивним атомима азота на температурама нитрирања. Молибден, посебно, делује не само као елемент који формира нитриде, већ и као смањење крхкости која се јавља на температурама нитрирања. Елементи у другим легираним челицима, као што су никл, бакар, силицијум, манган, итд., не доприносе много карактеристикама нитрирања. Генерално, ако челик садржи један или више елемената који стварају нитриде, ефекат након нитрирања је бољи. Међу њима, алуминијум је најјачи нитридни елемент, а резултати нитрирања који садрже 0.85 ~ 1,5% алуминијума су најбољи. У случају челика који садржи хром, ако има довољно садржаја, такође се могу постићи добри резултати. Међутим, угљенични челик без легуре није погодан за нитрирање челика јер је слој за нитрирање који се ствара веома крхак и лако се одлепљује.
Постоји шест типова челика за нитрирање који се обично користе на следећи начин:
(1) Нисколегирани челик који садржи алуминијум (стандардни челик за нитрирање)
(2) Средњоугљенични нисколегирани челик који садржи хром елемент серије САЕ 4100,4300,5100,6100,8600,8700,9800.
(3) Челик за врућу обраду (који садржи око 5% хрома) САЕ Х11 (СКД-61)Х12, Х13
(4) Феритни и мартензитни нерђајући челик серије САЕ 400
(5) Аустенитни нерђајући челик САЕ 300 серије
(6) Нерђајући челик 17-4ПХ, 17-7пХ, А-286 итд.
Стандардни челик за нитрирање који садржи алуминијум може добити високу тврдоћу и површину отпорну на хабање након нитрирања, али је његов очврсли слој такође врло крх. Напротив, нисколегирани челик који садржи хром има мању тврдоћу, али је каљени слој релативно дуктилан, а његова површина такође има значајну отпорност на хабање и отпорност на греде. Због тога је при одабиру материјала прикладно обратити пажњу на карактеристике материјала и у потпуности искористити њихове предности како би испунили функцију делова. Челици за алате као што су Х11(СКД61) и Д2(СКД-11) имају високу површинску тврдоћу и висок ефекат чврстоће језгра.
Повећајте отпорност на хабање, површинску тврдоћу, границу замора и отпорност на корозију челичних делова.
Технички процес
• Делимично чишћење површине пре нитрирања
Већина делова се може нитрирати одмах након одмашћивања гасом. Неки делови се такође морају очистити бензином, али ако се коначна метода обраде пре нитрирања користи за полирање, брушење, полирање итд., може произвести површинске слојеве који ометају нитрирање, што резултира неуједначеним слојевима нитрирања или дефектима савијања након нитрирања. У овом тренутку треба користити једну од следеће две методе за уклањање површинског слоја. Први метод је уклањање уља гасом пре нитрирања. Површина се затим абразивно чисти абразивним оксидним прахом. Други метод је третирање површине фосфатним премазом.
• Уклањање ваздуха из пећи за нитрирање
Обрађени делови се стављају у пећ за нитрирање и поклопац пећи се може загрејати након заптивања, али се ваздух мора уклонити из пећи пре загревања на 150 степени Ц.
Главна функција издувне пећи је да спречи експлозивни гас изазван разградњом гаса амонијака и контактом са ваздухом, као и да спречи површинску оксидацију третираног материјала и носача. Гасови који се користе су амонијак и азот.
Правила за уклањање ваздуха из пећи су следећа:
① Након што су обрађени делови инсталирани, поклопац пећи је заптивен, а безводни гас амонијака се покреће, а проток је што је могуће већи.
② Подесите аутоматску контролу температуре пећи за грејање на 150 степени и започните грејање (имајте на уму да температура пећи не може бити виша од 150 степени).
③ Када се ваздух у пећи уклони на мање од 10% или испуштени гас садржи више од 90% НХ3, температура пећи се подиже на температуру нитрирања.
Брзина разлагања амонијака
Нитрирање се врши у контакту са другим легирајућим елементима и примарним азотом, али производња примарног азота, односно сам челик постаје катализатор када је амонијак у контакту са грејним челиком и подстиче разградњу амонијака.
Иако се нитрирање може извести под различитим брзинама разлагања амонијака, генерално се користи стопа разлагања од 15 до 30%, потребна дебљина нитрирања се одржава најмање 4 до 10 сати, а температура третмана се одржава на око 520 степени Ц. .
хлађење
Већина индустријских пећи за нитрирање има топлотне прекидаче за брзо хлађење пећи и процесних делова након што се нитрирање заврши. То јест, након што је нитрирање завршено, напајање грејања се искључује, температура пећи се смањује за око 50 степени Ц, а затим се брзина протока амонијака удвостручује и топлотни прекидач се отвара. У овом тренутку, потребно је посматрати да ли постоји преливање мехурића у стакленој боци повезаној са издувном цеви да би се потврдио позитиван притисак у пећи. Након што се гас амонијака таложи у пећи, проток амонијака се може смањити све док се не одржава позитиван притисак у пећи. Када температура пећи падне испод 150 степени Ц, користи се горе описана метода уклањања гаса из пећи, а поклопац пећи се може отворити након што се унесе ваздух или азот.
НХ3 → [Н] Фе + 3/2 Х2
Разложени Н се дифундује у површину челика да би се формирао. Гасно нитрирање у фази Фе2-3Н, општи недостатак танког слоја очвршћавања и дугог времена третмана нитрирањем.
Гасно нитрирање због разлагања НХ3 ради ефикасности нитрирања је ниско, тако да је генерално фиксан избор челика погодног за нитрирање, као што су Ал, Цр, Мо и други елементи за нитрирање, у супротном нитрирање се не може вршити, користећи ЈИС, САЦМ1 нови ЈИС, САЦМ645 и СКД61 за јачање и учвршћивање третмана, такође познатих као каљење Ал, Цр, СКД61. Мо и други елементи повећавају температуру тачке трансформације, тако да је температура гашења висока, а температура каљења је виша од оне код обичног конструкционог легираног челика, који је каљено крхко између температуре нитрирања дуго времена, па каљење и учвршћивање се примењује унапред. Гасно нитрирање НХ3, јер је површина дуго храпава, тврда и ломљива није лако брусити, а дуго времена није економична, користи се за нитрирање напојне цеви и завртња машине за бризгање пластике.
Течно нитрирање
Главна разлика течног меког нитрирања је у томе што у слоју за нитрирање постоји Фе3Нε фаза, фаза Фе4Нр постоји и не садржи нитрид Фе2Нξ фазе, а једињења ξ фазе су тврди и крти нитриди који су слаби у жилавости у третману нитрирања. Метода течног меког нитрирања је третирање радног предмета, прво уклањање рђе, одмашћивање, предгревање, а затим постављање у лончић за нитрирање, који је главни агенс соли ТФ-1. Загрева се на 560 ~ 600 степени у трајању од неколико минута до неколико сати, у зависности од спољашњег оптерећења радног предмета, и одреди дубину слоја за нитрирање, у третману се цев за ваздух мора провући у дно посуде. лончић да се разложи у ЦН или ЦНО са одређеном количином агенса за нитрирање ваздуха, прожимајући и дифундирајући на радну површину. Најудаљеније једињење на површини радног комада је 8 ~ 9% тежинских Н и мала количина Ц и дифузионог слоја, атоми азота дифундују у -Фе базу да би челик био отпорнији на замор, током периода нитрирања услед распадања потрошње ЦНО, тако да се константно тестира у 6 до 8 сати састава соли, да би се прилагодила количина ваздуха или додала нова со.
Материјал који се користи за третман течног меког нитрирања је метал гвожђа, а површинска тврдоћа након нитрирања је већа код елемената Ал, Цр, Мо и Ти, а што је више злата, то је дубина нитрирања мања, као што је угљенични челик Хв 350 ~ 650, нерђајући челик Хв 1000 ~ 1200, нитрирајући челик Хв 800 ~ 1100.
Течно меко нитрирање је погодно за аутомобилске делове отпорне на хабање и замор, машине за шивење, камере, итд., као што је третман кошуљице цилиндра, третман вентила, третман клипног цилиндра и калуп који није лако деформисати.
Јонско нитрирање
Овај метод је да се радни предмет стави у пећ за нитридацију, пумпа вакуум у пећи до {{0}} ~ 10-3 Торр(㎜Хг) унапред, а затим уведе гас Н2 или Н{ {3}} Мешавина Х2, подесите пећ на 1-10 Торр, повежите тело пећи са анодом, радни предмет са катодом и прођите стотине волти једносмерног напона између два пола. У овом тренутку, гас Н2 у пећи ће произвести сјајно пражњење у позитивне јоне, крећући се на радну површину, а напон катоде ће нагло пасти у тренутку, тако да ће позитивни јони јурити на површину катоде при високој брзина, трансформишући кинетичку енергију у енергију гаса, што повећава температуру површине радног предмета, а површина радног предмета ће играти Фе.ЦО након удара азотних јона. Такви елементи прскају и комбинују се са јонима азота у ФеН, тако да се нитрид гвожђа постепено адсорбује на радном предмету и производи нитрирање, јонско нитрирање је у основи употреба азота, али ако се додавање гаса водоник карбида може користити за третман меког јонског нитрирања , али се генерално назива третман јонским нитрирањем, Концентрација азота на површини радног предмета може се подесити променом односа парцијалног притиска мешаног гаса (Н2 + Х2) који се пуни у пећ. Током процеса чистог јонског нитрирања, једнофазно р'(Фе4Н) ткиво које садржи Н садржај је 5,7 ~ 6,1% тежинских на радној површини, а дебели слој је мањи од 10 μм. Сложени слој је јак, али није порозан и није лако отпасти. Како се нитрид гвожђа континуирано адсорбује у радном предмету и дифундује у унутрашњост, структура од површине ка унутрашњости је ФеН → Фе2Н → Фе3Н → Фе4Н промена секвенце, једнофазни садржај ε(Фе3Н) Н у 5,7 ~ 11,0% теж. једнофазни садржај ξ(Фе2Н) Н у 11,0 ~ 11,35% теж. Када јонска нитридација прво генерише р фазу, а затим се додаје серија водоник-карбида, она постаје слој једињења ε-фазе и дифузиони слој, јер повећање дифузионог слоја има велику помоћ за повећање чврстоће замора. ε фаза је најбоља.
