Zašto je razvijeno meko nitriranje
Plinsko nitriranje proizvodi izuzetno tvrdu površinu, ali ciklus je dug i proces je osjetljiv na kvalitetu čelika: potrebni su legirajući elementi koji tvore stabilne nitride, a vrijeme obrade proteže se na desetke sati. Kako bi se skratio ciklus i proširio raspon čelika koji se mogu obrađivati, uvedene su dvije varijante povrh konvencionalnog nitriranja - mekog nitriranja i ionskog nitriranja. Meko nitriranje je verzija koja odgovara konvencionalnim pećima za nitriranje i ostaje najčešće korištena u proizvodnji.
Mehanizam nitrokarburizacije
Meko nitriranje je u biti nitro{0}}nitrokarburiziranje zasnovano na procesu nitriranja. Dok atomi dušika difundiraju u čelik, mala količina ugljika ulazi zajedno s njima. Praktični rezultat u usporedbi s običnim plinskim nitriranjem je slučaj koji je tvrđi od čisto nitriranog sloja, ali daleko manje krt, zbog čega se postupak opisuje kao mekan. Sloj nije premaz; izrađen je od osnovnog metala, tako da su adhezija i dimenzijska stabilnost svojstveni.
Usporedba plinskog, tekućeg i krutog mekog nitriranja
| metoda | srednje | Tipična uporaba |
|---|---|---|
| Plinsko meko nitriranje | Amonijak plus dodaci -koji sadrže ugljik u kontroliranoj atmosferi | Dominantan put proizvodnje; šaržne i kontinuirane peći za nitriranje |
| Tekuće meko nitriranje | Kupka od rastaljene soli koja sadrži cijanat i karbonat | Mali dijelovi, brzi ciklusi, ravnomjerni tanki slojevi |
| Čvrsto meko nitriranje | Mješavina granuliranog praha puna radnog opterećenja | Jednostavni oblici, mali volumeni, peći bez kontrole atmosfere |
Plinsko meko nitriranje proces je opisan u većini planova proizvodnje jer je atmosfera podesiva, dijelovi izlaze čisti, a ista peć može izvoditi nitriranje, nitrougljičenje i post{0}}oksidaciju.
Atmosfera peći i prodorni mediji
Plinsko meko nitriranje je nisko{0}}temperaturno ko-prodiranje dušika i ugljika iz atmosfere koja nosi aktivne atome dušika i ugljika. Uobičajeni mediji su urea, formamid, amonijak i trietanolamin, koji se svi termički razgrađuju na nitrokarburizirajućoj temperaturi. Produkti razgradnje opskrbljuju aktivni dušik i ugljik, koji se apsorbiraju na površini obratka, a zatim se kreću prema unutra difuzijom, gradeći nitrokarburizirani sloj koji se pretežno temelji na dušiku-. Atmosferski protok, brzina disocijacije i potencijal ugljika plinske smjese tri su varijable koje odlučuju je li sloj čvrst ili čađav.
Temperatura, vrijeme i rast slojeva
Temperatura plinskog mekog nitriranja normalno se održava između 560 stupnjeva i 570 stupnjeva, jer tvrdoća nitriranog sloja doseže vrhunac u tom uskom pojasu; povećanje mijenja tvrdoću za dubinu i povećava rizik od izobličenja. Tretman traje obično dva do tri sata. Budući da difuzija slijedi kvadratni -korijen-iz-vremenskog odnosa, rast se naglo usporava nakon što ciklus prođe otprilike 2,5 sata, tako da produženje zadržavanja daje vrlo malo dodatne dubine dok dodaje trošak i rast zrna.
| Parametar | Preporučeni prozor | Učinak odstupanja |
|---|---|---|
| Temperatura | 560-570 stupnjeva | Viši: mekši, dublji, više izobličenja; niže: plitko i sporo |
| Zadrži vrijeme | 2–3 h | Nakon 2,5 h dobitak dubine je minimalan |
| Debljina sloja spoja | 10–25 µm | Pregusto: pucanje i lomljivost; pretanak: loš vijek trajanja |
| Hlađenje | Kontrolirano, često s oksidacijskim stupnjem | Brzo hlađenje povećava zaostalo naprezanje i izobličenje |
Složeni sloj i kontrola svojstava
Obilježje mekog nitriranja je tanki bijeli svijetli sloj na površini, složena zona željeznog karbonitrida koja pruža otpornost na trošenje i, nakon što se poroznost kontrolira, dobro-ponašanje i zadržavanje ulja. Ispod njega nalazi se difuzijska zona koja podupire sloj i nosi prednost čvrstoće na zamor. Ravnoteža faza slojeva, poroznost u nekoliko vanjskih mikrometara i kontrolirani korak post-oksidacije ono su što odvaja izdržljiv nitrokarburizirani dio od onog koji se lomi tijekom rada. Dijelovi se obično dovršavaju laganim poliranjem ili brušenjem kako bi se uklonila najudaljenija porozna koža gdje primjena zahtijeva maksimalnu otpornost na zamor.
Inspekcija i kontrola kvalitete
Tvrdoća površine i jezgre po Vickersovoj metodi, ISO 6507-1, s malim opterećenjem kao što je HV 0,1 na tankim slojevima spoja.
Debljina površinskog-očvrslog sloja, uključujući nitrirano kućište, prema ISO 18203.
Dubina sloja i metalografska procjena nitriranog kućišta prema GB/T 11354.
Provjera ravnosti i dimenzija nakon hlađenja, budući da je temperatura feritnog nitrougljikovodika dovoljno niska da se izbjegne kaljenje pri otvrdnjavanju.
Često postavljana pitanja
P: Što je točno meko nitriranje?
To je -nitrokarburizacija na niskim temperaturama koja se temelji na nitriranju: dušik i mala količina ugljika zajedno difundiraju na površinu, dajući tvrdu, ali relativno rastegljivu kutiju.
P: Zašto se naziva meko nitriranje ako je sloj tvrd?
Budući da je sloj znatno manje krhak od konvencionalnog kućišta s nitriranim plinom, što poboljšava otpornost na lomljenje i pucanje pod udarcem.
P: Koja temperatura daje najveću tvrdoću kućišta?
Između 560 stupnjeva i 570 stupnjeva. Iznad tog pojasa sloj omekšava iako raste dublje.
P: Zašto zaustaviti ciklus na otprilike 2,5 sata?
Rast sloja slijedi kvadratni{0}}korijen--zakon vremena, tako da nakon otprilike 2,5 sata dodatnog vremena kupuje vrlo malo dubine dok dodaje trošak energije i izobličenje.
P: Koji se mediji koriste za plinsko meko nitriranje?
Urea, formamid, amonijak i trietanolamin, koji se razgrađuju na temperaturi procesa i oslobađaju aktivne atome dušika i ugljika.
P: Što je bijeli sloj?
To je složena zona željeznog karbonitrida koja se formira na površini. Njegova debljina i poroznost se kontroliraju kako bi se uravnotežila otpornost na habanje i lomljivost.
