Nitrausteknologiat perustuvat metallituotteen pintarakenteen muuttamiseen. Tämä toimintosarja tarvitaan, jotta kohdeobjektille voidaan antaa suojaavia ominaisuuksia. Kuitenkaan vain fyysiset ominaisuudet lisäävät teräksen typpipitoisuutta kotona, missä ei ole mahdollisuuksia radikaalimpiin toimenpiteisiin työkappaleen ominaisuuksien parantamiseksi.
Yleistä tietoa nitridointitekniikasta
Nyppityksen tarve määräytyy sellaisten ominaisuuksien ylläpitämisen perusteella, jotka mahdollistavat tuotteiden korkealaatuisten ominaisuuksien säilyttämisen. Suurin osa nitraustekniikoista suoritetaan osien lämpökäsittelyn vaatimusten mukaisesti. Erityisesti hiontatekniikka on laajalle levinnyt, minkä ansiosta asiantuntijat voivat säätää metallin parametreja tarkemmin. Lisäksi on sallittua suojella alueita, jotka eivät ole alttiina typelle. Tässä tapauksessa voidaan käyttää galvaanisella tekniikalla pinnoittamista ohuilla tinakerroksilla. Verrattuna syvempiin metallin ominaisuuksien rakenteellisen parantamisen menetelmiin, nitraus on teräksen pintakerroksen kyllästyminen, joka vaikuttaa rakenteeseen vähäisemmässä määrin.aihiot. Eli metallielementtien sisäisiin ominaisuuksiin liittyviä pääominaisuuksia ei oteta huomioon nitridoiduissa parannuksissa.
Erilaisia nitridointimenetelmiä
Nitridointimenetelmät voivat vaihdella. Yleensä erotetaan kaksi päämenetelmää metallin nitrausolosuhteista riippuen. Nämä voivat olla menetelmiä parantaa pinnan kulutuskestävyyttä ja kovuutta sekä parantaa korroosionkestävyyttä. Ensimmäinen variantti eroaa siinä, että rakennetta muutetaan noin 500 °C:n lämpötilan taustalla. Nitridoinnin vähentäminen saavutetaan yleensä ionikäsittelyn aikana, jolloin hehkupurkausherätys toteutetaan anodien ja katodien avulla. Toisessa vaihtoehdossa seostettu teräs nitrataan. Tämäntyyppinen tekniikka mahdollistaa lämpökäsittelyn 600-700 °C:ssa prosessin keston ollessa jopa 10 tuntia. Tällaisissa tapauksissa käsittely voidaan yhdistää mekaaniseen toimintaan ja materiaalien lämpöviimeistelyyn täsmällisten tulosvaatimusten mukaisesti.
Plasmaionien vaikutus
Tämä on menetelmä metallien kyllästämiseksi typpeä sisältävässä tyhjiössä, jossa sähköiset hehkuvaraukset viritetään. Kuumennuskammion seinät voivat toimia anodeina, kun taas suoraan käsitellyt työkappaleet toimivat katodina. Kerrosrakenteen hallinnan yksinkertaistamiseksi sallitaan teknologisen prosessin korjaus. Esimerkiksi virrantiheysominaisuudet, tyhjiöaste, typen virtausnopeus, nettolisäyksen tasotprosessikaasu jne. Joissakin muunnelmissa teräksen plasmanitridaus mahdollistaa myös argonin, metaanin ja vedyn liittämisen. Osittain tämä mahdollistaa teräksen ulkoisten ominaisuuksien optimoinnin, mutta tekniset muutokset eroavat silti täysimittaisesta seostuksesta. Suurin ero on, että syvällisiä rakenteellisia muutoksia ja korjauksia ei tehdä vain tuotteen ulkopinnoille ja kuorille. Ionikäsittely voi vaikuttaa rakenteen yleiseen muodonmuutokseen.
Kaasun nitridointi
Tämä metallituotteiden kyllästysmenetelmä suoritetaan noin 400 °C:n lämpötilassa. Mutta on myös poikkeuksia. Esimerkiksi tulenkestävät ja austeniittiset teräkset tarjoavat korkeamman lämmitystason - jopa 1200 ° C: een. Dissosioitunut ammoniakki toimii pääasiallisena kyllästysväliaineena. Rakenteellisia muodonmuutosparametreja voidaan ohjata kaasunitrausmenetelmällä, joka sisältää erilaisia käsittelymuotoja. Suosituimmat tilat ovat kaksi-, kolmivaiheiset muodot sekä dissosioituneen ammoniakin yhdistelmä. Ilmaa ja vetyä käyttävät tilat ovat harvinaisempia. Teräksen nitridoinnin laatuominaisuuksien perusteella määrittävistä ohjausparametreista voidaan erottaa ammoniakin kulutuksen taso, lämpötila, dissosiaatioaste, apuprosessikaasujen kulutus jne.
Hoito elektrolyyttiliuoksilla
Yleensä käytetty sovellustekniikkaanodilämmitys. Itse asiassa tämä on eräänlainen teräsmateriaalien sähkökemiallis-terminen nopea käsittely. Tämä menetelmä perustuu periaatteeseen käyttää pulssitettua sähkövarausta, joka kulkee elektrolyyttiväliaineeseen asetetun työkappaleen pintaa pitkin. Sähkövarausten yhteisvaikutuksen ansiosta metallin pintaan ja kemialliseen ympäristöön saadaan myös kiillotusvaikutus. Tällaisella käsittelyllä kohdeosaa voidaan pitää anodina, jossa on positiivinen potentiaali sähkövirrasta. Samanaikaisesti katodin tilavuus ei saa olla pienempi kuin anodin tilavuus. Tässä on huomioitava joitain ominaisuuksia, joiden mukaan terästen ioninitridattuminen konvergoi elektrolyyttien kanssa. Erityisesti asiantuntijat panevat merkille erilaisia muotoja sähköisten prosessien muodostamiseksi anodilla, jotka muun muassa riippuvat kytketyistä elektrolyyttiseoksista. Tämä mahdollistaa metalliaihioiden teknisten ja toiminnallisten ominaisuuksien tarkemman säätelyn.
Katolinen Nitriding
Työtilan muodostaa tässä tapauksessa dissosioitunut ammoniakki noin 200-400 °C lämpötilan tukemana. Metallityökappaleen alkuperäisistä ominaisuuksista riippuen valitaan optimaalinen kyllästystila, joka riittää työkappaleen korjaamiseen. Tämä koskee myös ammoniakin ja vedyn osapaineen muutoksia. Vaadittu ammoniakin dissosiaatiotaso saavutetaan säätämällä kaasun syötön painetta ja tilavuuksia. Samaan aikaan, toisin kuin klassisissa kaasumenetelmissäkyllästys, katolinen teräksen nitridaus tarjoaa hellävaraisempia käsittelytapoja. Tyypillisesti tämä tekniikka toteutetaan typpeä sisältävässä ilmaympäristössä, jossa on hehkuva sähkövaraus. Anoditoiminnon suorittaa lämmityskammion seinät ja katoditoiminnon suorittaa tuote.
Rakenteen muodonmuutosprosessi
Käytännössä kaikki metalliaihioiden pintojen kyllästysmenetelmät perustuvat lämpötilavaikutusten yhdistämiseen. Toinen asia on, että ominaisuuksien korjaamiseen voidaan lisäksi käyttää sähkö- ja kaasumenetelmiä, jotka muuttavat paitsi materiaalin ulkoista myös ulkoista rakennetta. Pääasiassa teknikot pyrkivät parantamaan kohteen lujuusominaisuuksia ja suojaa ulkoisilta vaikutuksilta. Esimerkiksi korroosionkestävyys on yksi kyllästymisen päätavoitteista, jossa teräksen nitraus suoritetaan. Metallin rakenne elektrolyyteillä ja kaasumaisilla väliaineilla käsittelyn jälkeen on varustettu eristeellä, joka kestää luonnollisia mekaanisia vaurioita. Tietyt parametrit rakenteen muuttamiselle määräytyvät työkappaleen tulevan käytön olosuhteiden mukaan.
Nitriding vaihtoehtoisten teknologioiden taustalla
Typpitekniikan ohella metalliaihioiden ulkorakennetta voidaan muuttaa syanidointi- ja hiiletystekniikoilla. Mitä tulee ensimmäiseen teknologiaan, se muistuttaa enemmän klassista seostamista. Tämän prosessin ero on hiilen lisääminen aktiivisiin seoksiin. Siinä on merkittäviä ominaisuuksia ja sementointi. Hän myösmahdollistaa hiilen käytön, mutta korotetuissa lämpötiloissa - noin 950 ° C. Tällaisen kyllästymisen päätarkoitus on saavuttaa korkea käyttökovuus. Samaan aikaan sekä teräksen hiiletys että nitraus ovat samanlaisia siinä mielessä, että sisäinen rakenne voi säilyttää tietyn lujuuden. Käytännössä tällaista käsittelyä käytetään teollisuudessa, jossa työkappaleiden on kestettävä lisääntynyttä kitkaa, mekaanista väsymistä, kulutuskestävyyttä ja muita materiaalin kestävyyden takaavia ominaisuuksia.
Typpityksen edut
Teknologian tärkeimpiä etuja ovat erilaiset työkappaleen kyllästystilat ja monipuoliset käyttömahdollisuudet. Pintakäsittely, jonka syvyys on noin 0,2-0,8 mm, mahdollistaa myös metalliosan perusrakenteen säilyttämisen. Paljon riippuu kuitenkin prosessin organisoinnista, jossa teräksen ja muiden seosten nitraus suoritetaan. Joten seostukseen verrattuna typpikäsittelyn käyttö on halvempaa ja se voidaan tehdä jopa kotona.
Typpityksen haitat
Menetelmä keskittyy metallipintojen ulkoiseen jalostukseen, mikä aiheuttaa rajoituksen suojaindikaattoreiden suhteen. Toisin kuin esimerkiksi hiilikäsittely, nitraus ei voi korjata työkappaleen sisäistä rakennetta jännityksen lieventämiseksi. Toinen haittapuoli on kielteisen vaikutuksen riski jopa tällaisen tuotteen ulkoisiin suojaaviin ominaisuuksiin. Toisa alta teräksen nitrausprosessi voi parantaa korroosionkestävyyttä jakosteussuoja, mutta toisa alta se myös minimoi rakenteen tiheyden ja vaikuttaa siten lujuusominaisuuksiin.
Johtopäätös
Metallinkäsittelyteknologiat sisältävät laajan valikoiman mekaanisia ja kemiallisia menetelmiä. Jotkut niistä ovat tyypillisiä ja ne on laskettu aihioiden standardoitua varustamista varten erityisillä teknisillä ja fysikaalisilla menetelmillä. Toiset keskittyvät erikoistuneeseen jalostukseen. Toiseen ryhmään kuuluu teräksen nitraus, joka mahdollistaa osan ulkopinnan lähes pisteen hienonnuksen. Tämä modifiointimenetelmä mahdollistaa samanaikaisesti esteen muodostamisen ulkoista negatiivista vaikutusta vastaan, mutta samalla ei muuteta materiaalin perustaa. Käytännössä tällaisten toimenpiteiden kohteena ovat osat ja rakenteet, joita käytetään rakentamisessa, koneenrakennuksessa ja instrumenttien valmistuksessa. Tämä pätee erityisesti materiaaleihin, joihin kohdistuu aluksi suuria kuormituksia. On kuitenkin myös lujuusindikaattoreita, joita ei voida saavuttaa nitridoinnilla. Tällaisissa tapauksissa käytetään seostusta materiaalirakenteen syvällä täysimuotoisella käsittelyllä. Mutta sillä on myös haittapuolensa haitallisten teknisten epäpuhtauksien muodossa.
