Technics Of Nitriding

Nitriding er hitameðferð ferli sem dreifir köfnunarefni í yfirborð málm til að búa til málhertu yfirborði. Þessar aðferðir eru algengastir á lágkolefnum, láglendi steinum. Þeir eru einnig notaðar á miðlungs og há-kolefni stáli, títan, ál og mólýbden. Árið 2015 var nitriding notað til að búa til einstaka duplex örbyggingu (Martensite-Austenite, Austenite-ferrít), sem vitað er að tengist sterklega auknum vélrænum eiginleikum.

Dæmigert forrit eru gír, sveifarásar, camshafts, kamburfyllingar, lokarhlutar, extruderskrúfur, deyja-steypuverkfæri, mótaðar deyja, extrusion deyr, skotvopnaskil, sprautur og plastmótverkfæri.

Ferli

Aðferðirnar eru nefndar eftir miðlinum sem notaðar eru til að gefa. Þrír helstu aðferðir sem notaðir eru eru: gas nitriding, salt bað nitriding og plasma nitriding.

Gas nitriding

Í gas nitriding gjafanum er köfnunarefni ríkur gas, venjulega ammoníak (NH ₃ ), þess vegna er það stundum þekktur sem ammoníak nitriding. Þegar ammoníak kemur í snertingu við upphitaða vinnubúnaðinn leysist það í köfnunarefni og vetni. Köfnunarefni dreifist síðan á yfirborð efnisins sem skapar nítríð lag. Þetta ferli hefur verið til fyrir næstum öld, en aðeins á síðustu áratugum hefur verið einbeitt átak til að rannsaka hitafræði og kinetics sem taka þátt. Nýleg þróun hefur leitt til ferils sem hægt er að stjórna nákvæmlega. Hægt er að velja þykkt og fasauppbyggingu nítringslaganna sem myndast og aðferðin bjartsýni fyrir tiltekna eiginleika sem krafist er.

Kostir gasnitunar yfir aðrar afbrigði eru:

● Nákvæmt eftirlit með efnafræðilegum köfnunarefnisþéttni í nitrandi andrúmsloftinu með því að stjórna gasstreymi köfnunarefnis og súrefni.

● Allur nitriding áhrif (geta verið ókostur í sumum tilfellum, samanborið við nitriding í plasma).

● Stór hópur stærðir mögulegar - takmarkandi þátturinn er ofni stærð og gas flæði.

● Með nútíma tölvustýringu á andrúmsloftinu er hægt að hafa náið eftirlit með nitrunarárangri.

● Tiltölulega lágt búnaðarkostnaður - sérstaklega í samanburði við plasma.

Ókostir gas nitriding eru:

● Viðbrögð kinetics mikil áhrif á yfirborði ástand - fitu yfirborði eða einn mengaður með skera vökva mun skila lélegum árangri.

● Yfirborðsvirkjun er stundum nauðsynleg til að meðhöndla stál með mikið króm innihald - bera saman sputtering við nitriding í plasma.

● Ammóníum sem nitrandi miðill - þó ekki sérstaklega eitrað getur það verið skaðlegt við innöndun í miklu magni. Einnig skal gæta varúðar þegar hitun er í súrefni til að draga úr hættu á sprengingu.

Salt baði nitriding

Í saltbaði sem nitriding er köfnunarefnisgjafamiðillinn köfnunarefnis innihaldandi salt eins og sýaníðsalt. Söltin, sem notuð eru, gefa einnig kolefni til vinnsluhlutans sem gerir saltbaði nitrókarburandi ferli. Hitastigið sem notað er, er dæmigert fyrir öll nítrókarburunarferli: 550-570 ° C. Kostir saltnitrunar er að það nái meiri dreifingu á sama tímabili samanborið við aðra aðferð.

Kostir saltnitrunar eru:

● Fljótur vinnslutími - venjulega í röð 4 klukkustundir eða svo til að ná

● Einföld aðgerð - hita saltið og vinnustykkin að hitastigi og kafi þar til lengdin er liðin.

Gallarnir eru:

● Söltin sem notuð eru eru mjög eitruð. - Söltun söltanna er stjórnað með ströngum umhverfislögum í vestrænum löndum og hefur aukið kostnaðinn við að nota saltböð. Þetta er ein mikilvægasta ástæða þess að ferlið hefur fallið úr hag á undanförnum áratugum.

● Eingöngu eitt ferli mögulegt með tiltekinni saltgerð - þar sem köfnunarefni er stillt með saltinu, er aðeins ein tegund ferli mögulegt.

Plasma nitriding

Plasma nitriding, einnig þekktur sem jón nitriding, plasma jón nitriding eða glow-útskrift nitriding, er iðnaðar yfirborð herða meðferð fyrir málm efni.

Við nitriding í plasma er reyndni nítrípandi fjölmiðla ekki vegna hitastigs en í jónaðarsýru. Í þessari tækni eru ákaflega rafmagnsvettvangar notaðar til að mynda jónískar sameindir gassins í kringum yfirborðið til að vera nítríðum. Slík mjög virk gas með jónandi sameindir kallast plasma, sem nefnist tækni. Grasið sem notað er til nitrunar í plasma er venjulega hreint köfnunarefni, þar sem ekki er þörf á sjálfkrafa niðurbroti (eins og um er að ræða gasnitrun með ammoníaki). Það eru heitir plasmasýnur sem eru tegundir af plasmaþotum sem notuð eru til að klippa málm, suðu, klæðningu eða úða. Það eru líka köldu plasmas, venjulega myndaðir inni í tómarúmshólfum, við lágan þrýsting.

Venjulega eru stál meðhöndluð með nítríni með jákvæðum hætti. Þetta ferli leyfir nánu eftirlit með nítróðu örverinu, sem gerir kleift að nitriding með eða án samsettrar lagunar myndunar. Ekki aðeins er frammistöðu málmhluta aukin, en vinnandi lífstíðir aukast einnig, og einnig er álagsþéttni og þreytuþol málma sem meðhöndlaðir eru. Til dæmis getur vélrænni eiginleikar austenitískra ryðfríu stáli eins og viðnám gegn klæðast verulega aukið og yfirborðshærleiki tólstækja getur tvöfaldast.

Nitraður hluti í plasma er venjulega tilbúinn til notkunar. Það krefst þess að engin vinnsla, eða slípun eða önnur eftir-nitriding starfsemi. Þannig ferlið er notendavænt, sparar orku þar sem það vinnur hratt og veldur litlum eða engum röskun.

Plasma nitriding er oft tengd við líkamlega gufuútfellingu (PVD) ferli og merktur tvíhliða meðferð með auknum ávinningi. Margir notendur kjósa að hafa plasma oxunar skref saman í síðustu áfanga vinnslu til að framleiða slétt jetblack lag af oxíð sem er þola slit og tæringu.

Þar sem köfnunarefnisjónir eru fáanlegar með jónunar, á annan hátt en gas- eða saltbaði, byggir skilvirkni í plasmaþéttni ekki á hitastigið. Plasma nitriding er því hægt að framkvæma á breitt hitastigi, frá 260 ° C til yfir 600 ° C. Til dæmis, við miðlungs hitastig (eins og 420 ° C) getur ryðfrítt stál verið nitret án myndunar krómnítríðfellinga og þar af leiðandi viðhalda eiginleikum tæringarþols.

Í nitrunarferli í plasma er köfnunarefnisgas (N ₂ ) yfirleitt köfnunarefni sem flytja gas. Aðrir gasar eins og vetni eða Argon eru einnig notaðar. Reyndar má nota Argon og H ₂ fyrir nitriding ferlið við upphitun hlutanna til að hreinsa yfirborðin sem eru nítróð. Þessi hreinsunaraðferð fjarlægir í raun oxíðslagið frá yfirborði og getur fjarlægt fínt lag af leysum sem gætu haldið áfram. Þetta hjálpar einnig varma stöðugleika plasma plöntunnar, þar sem hitastigið í plasma er þegar til staðar meðan á upphituninni stendur og því þegar ferli hitastigsins er náð hefst raunverulegt nitriding með minniháttar upphitunarbreytingum. Fyrir nitríðunarferlið er einnig bætt við H2 gas til að halda yfirborðinu úr oxíðum. Þessi áhrif geta komið fram með því að greina yfirborð hluta undir nitriding.