Kebaikan dan keburukan relau nitriding vakum dan relau nitriding biasa

1, Kaedah untuk mencapai nitridasi
1. Nitridasi gas
Gas nitriding melibatkan meletakkan bahan kerja dalam ruang tertutup, memperkenalkan gas ammonia dan memanaskannya kepada 500-580 darjah selama beberapa jam hingga berpuluh-puluh jam. Tindak balas penguraian gas ammonia melebihi 400 darjah akan berlaku seperti berikut: 2NH3 - → 3H2 campur 2 [N], menghasilkan sejumlah besar atom nitrogen aktif dalam relau. Atom nitrogen aktif [N] diserap oleh permukaan keluli dan meresap secara dalaman, membentuk lapisan nitrida.
Suhu nitriding untuk meningkatkan kekerasan dan rintangan haus biasanya 500 hingga 520 darjah . Masa tinggal bergantung pada ketebalan lapisan nitrid yang diperlukan dan secara amnya dikira pada 0.01 mm/j. Oleh itu, masa yang diperlukan untuk mendapatkan ketebalan 0.25-0.65mm ialah kira-kira 20-60j. Meningkatkan suhu nitriding boleh mempercepatkan proses nitriding, tetapi ia akan menyebabkan nitrida terkumpul dan kasar, dengan itu mengurangkan kekerasan lapisan permukaan bahagian.
Untuk nitriding meningkatkan kekerasan dan rintangan haus, keluli aloi yang mengandungi unsur seperti Mo, A, dan V, seperti 38CrMoAlA, 38CrMoAA, dsb., perlu digunakan semasa nitriding. Selepas nitriding, keluli ini mengandungi pelbagai nitrida aloi dalam lapisan nitrided, seperti AlN, CrN, MoN, VN, dll. Nitrida ini mempunyai kekerasan dan kestabilan yang tinggi, dan tersebar secara seragam dalam keluli, menjadikan lapisan nitrided keluli mempunyai kekerasan tinggi dan rintangan haus. Cr juga boleh meningkatkan kebolehkerasan keluli, supaya bahagian besar boleh memperoleh sifat mekanikal yang seragam semasa pelindapkejutan dan pembajaan sebelum nitriding. Mo juga boleh memperhalusi bijirin dan mengurangkan jenis kedua kerosakkan temper keluli. Jika keluli karbon biasa digunakan untuk membentuk nitrida besi tulen dalam lapisan nitrid, apabila dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi, ia mudah terurai, agregat, dan kasar, dan tidak dapat memperoleh kekerasan yang tinggi dan rintangan haus yang tinggi.
Suhu nitriding kalis kakisan biasanya antara 600 dan 700 darjah , kadar penguraian adalah kira-kira dalam julat 40 hingga 70 peratus , masa tinggal antara 15 minit hingga 4 jam, dan kedalaman biasanya tidak melebihi 0.05m. Untuk keluli nitriding tahan kakisan, sebarang gred keluli boleh digunakan dan keputusan yang baik boleh diperolehi.
2. Nitridasi ion
Nitriding ion, juga dikenali sebagai nitriding ion cahaya, ialah proses rawatan haba yang mempunyai kelebihan kitaran pengeluaran yang singkat, kekerasan permukaan yang tinggi bagi bahagian, dan keupayaan untuk mengawal kerapuhan lapisan nitrid. Oleh itu, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pembangunan domestik telah pesat dan skop penggunaannya sangat luas.
Prinsip asas nitriding ion cahaya:
Nitriding ion bercahaya ialah proses meletakkan bahagian dalam kebuk vakum untuk nitriding ion. Bahagian nitrided disambungkan kepada katod (elektrod negatif) bekalan kuasa DC voltan tinggi, dan cangkerang relau disambungkan ke anod (elektrod positif) bekalan kuasa DC voltan tinggi. Apabila ammonia dicaj ke dalam bekas vakum, tetapi tekanan dalam bekas kekal di antara 200-1000PA. Apabila voltan DC 800-1000V digunakan di antara katod dan anod, gas ammonia akan terion. Selepas pengionan, Penghasilan kation nitrogen bercas positif [N tambah ] dan anion bercas negatif [N -] membentuk kawasan plasma. Dalam zon plasma, ion positif nitrogen dengan pantas meluru ke arah katod di bawah pecutan medan elektrik voltan tinggi, mengebom permukaan bahagian yang akan dinitrida, menukar tenaga kinetik kepada tenaga haba. Juga, apabila ion nitrogen ditukar kepada atom nitrogen, ia mengeluarkan sejumlah besar tenaga haba dan memancarkan cahaya ungu terang. Di samping itu, apabila voltan jatuh berhampiran bahan kerja, ia juga menghasilkan haba, yang memanaskan bahagian kepada suhu nitriding yang diperlukan.
Pada suhu ini, ion nitrogen bertindak balas secara kimia dengan permukaan logam bahagian, dan atom nitrogen menembusi ke permukaan bahagian dan meresap ke pedalaman, membentuk lapisan nitrida.
Ciri-ciri nitriding ion cahaya:
(1) Kelajuan pemanasan permukaan adalah pantas, yang boleh memendekkan masa pemanasan dan penyejukan kepada 1/10 hingga 1/12. Di samping itu, bahagian lain berada dalam keadaan suhu rendah (sekitar 100 darjah) kecuali pemanasan permukaan rawatan, yang bukan sahaja menjimatkan kuasa pemanasan tetapi juga mengurangkan ubah bentuk bahagian.
(2) Proses resapan adalah pantas. Di bawah tindakan medan elektrik voltan tinggi, kerana kelajuan pergerakan atom nitriding adalah berkali-kali lebih pantas daripada gas nitriding, kelajuan penyusupan adalah lebih cepat, dan secara amnya hanya mengambil masa 3-10 jam.
(3) Lapisan nitrid mempunyai keliatan yang baik, rintangan lesu yang tinggi dan rintangan haus yang tinggi, dan lapisan nitrid adalah rapuh dan putih ε Fasa (Fe2N) dikawal dalam julat 0 hingga 0. 2 mm, dengan itu menghapuskan proses pengisaran bahagian nitrid.
Kekerasan permukaan adalah setinggi HV900 (HRC64), dan kedalaman lapisan nitriding boleh dikawal antara 0.09-0.87mm.
3. Nitridasi cecair
Nitriding cecair ialah proses rawatan haba kimia yang agak baharu, dengan suhu tidak melebihi 570 darjah dan masa pemprosesan yang singkat hanya 1-3 jam; Dan jangan gunakan keluli khas. Ujian menunjukkan bahawa keupayaan antihaus 40Cr selepas rawatan nitriding cecair adalah 50 peratus lebih tinggi daripada itu selepas pelindapkejutan dan pembajaan umum; Rintangan haus besi tuang selepas rawatan nitriding cecair bertambah baik. Bukan itu sahaja, amalan telah membuktikan bahawa bahagian-bahagian yang tertakluk kepada rawatan nitriding cecair telah meningkatkan rintangan keletihan dan rintangan kakisan kepada tahap yang berbeza-beza; Selepas rawatan nitriding cecair, hayat perkhidmatan alat pemotong keluli berkelajuan tinggi secara amnya boleh ditingkatkan sebanyak 20-200 peratus; Selepas rawatan nitriding cecair, hayat perkhidmatan acuan tuangan die 3Cr2W8V boleh ditingkatkan sebanyak 3-5 kali ganda. Lapisan permukaan nitrided cecair adalah keras tetapi tidak rapuh, dan mempunyai keliatan tertentu, yang tidak terdedah kepada pengelupasan.
Walau bagaimanapun, nitridasi cecair juga mempunyai kelemahan: contohnya, ketebalan lapisan sebatian besi nitrida dalam lapisan permukaan nitridnya agak nipis, hanya 0.01-0.02mm. Garam sianida biasanya digunakan sebagai bahan mentah untuk nitridasi cecair di luar negara, manakala bahan mentah bukan toksik telah digunakan untuk nitridasi cecair di China. Formula untuk nitridasi cecair bukan toksik di China ialah: urea 40 peratus, natrium karbonat 30 peratus, kalium klorida 20 peratus, dan kalium hidroksida 10 peratus (takat lebur garam campuran ialah kira-kira 340 darjah). Walaupun nitridasi cecair mempunyai banyak kelebihan, kerana ketoksikan tindak balas pembubaran garam, ia menjejaskan kesihatan pengendali, dan sisa garam tidak mudah dirawat. Akibatnya, penggunaan semakin terhad.
Analisis kos pelbagai kaedah nitriding
1. Relau nitriding gas mempunyai struktur yang kompleks, harga yang lebih tinggi sedikit, dan agak sukar untuk dikendalikan. Walau bagaimanapun, kualiti nitriding adalah baik, dan ia boleh mencapai lapisan pengkarbonan yang dalam dan kekerasan yang tinggi, tetapi ia memerlukan masa yang lama, dan jumlah gas ammonia yang digunakan juga tinggi.
2. Keperluan proses pengeluaran dan pembuatan relau nitriding ion sangat tinggi, bahan yang digunakan juga sangat indah, dan kandungan teknologi kawalan elektrik sangat tinggi