טיפול ניטרידינג
גלגלי שיניים ניטרידים
טיפול ניטרידינג מתייחס לתהליך טיפול בחום כימי בו חודרים אטומי חנקן אל פני השטח של חומר העבודה בתווך מסוים בטמפרטורה מסוימת. למוצרים ניטרידיים יש עמידות מעולה בפני שחיקה, עמידות בפני עייפות, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורה גבוהה.
כאן נסתכל על הסרטון של Netrex, Netrex מסביר היטב מה זה ניטרידינג.
מבוא לטיפול בניטרידינג
יסודות האלומיניום, הכרום, הונדיום והמוליבדן בחומרי פלדה מסגסוגת מסורתיים מועילים מאוד לניטרידינג. כאשר יסודות אלו באים במגע עם אטומי החנקן המתהווים בטמפרטורת החנקה, נוצרים ניטרידים יציבים.
בפרט, יסוד המוליבדן לא רק פועל כיסוד לייצור ניטרידים אלא גם פועל כהפחתת שבירות המתרחשת בטמפרטורת הניטריד. היסודות בפלדות סגסוגת אחרות, כגון ניקל, נחושת, סיליקון, מנגן וכו', אינם תורמים הרבה למאפייני הניטרידינג.
באופן כללי, אם הפלדה מכילה אלמנט אחד או יותר היוצרים ניטרידים, ההשפעה לאחר הניטריד טובה יחסית. ביניהם, אלומיניום הוא אלמנט הניטריד החזק ביותר, וניטריד עם 0.85 עד 1.5 אחוז אלומיניום מביא לתוצאות הטובות ביותר.
בכל הנוגע לפלדת כרום המכילה כרום, אם יש מספיק תכולה, ניתן להגיע גם לתוצאות טובות. אבל אין סגסוגת המכילה פלדת פחמן מכיוון שהשכבה הניטרידית היא מאוד שבירה וקלה לקילוף, ולכן היא לא מתאימה לניטריד פלדה.
ישנן שש פלדות ניטרדיות נפוצות כדלקמן:
(1) פלדה מסגסוגת נמוכה המכילה אלומיניום (פלדה ניטרידית סטנדרטית)
(2) סדרת SAE 4100, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 של פלדת סגסוגת נמוכה בפחמן בינוני המכילה כרום.
(3) פלדה לעבודה חמה (המכילה כ-5 אחוז כרום) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) סדרת SAE 400 פלדת אל חלד פריטית ומרטנסיטית
(5) סדרת SAE 300 נירוסטה אוסטינית
(6) פלדת אל חלד התקשות משקעים 17-4PH, 17-7PH, A-286 וכו'.
פלדה ניטרידית סטנדרטית המכילה אלומיניום יכולה לקבל שכבת משטח קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה לאחר ניטרידה, אך גם השכבה המוקשה שבירה מאוד. להיפך, פלדה בעלת סגסוגת נמוכה המכילה כרום היא בעלת קשיות נמוכה יותר, אך השכבה המוקשה קשיחה יותר, ולפני השטח שלה יש גם עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קרן. לכן, בבחירת החומרים, כדאי לשים לב למאפייני החומרים ולנצל עד תום את היתרונות שלהם כדי לעמוד בפונקציות של החלקים. באשר לפלדות כלי עבודה כגון H11 (SKD61) D2 (SKD-11), יש להן קשיות משטח גבוהה וחוזק ליבה גבוה.
השפעה
הגדל את עמידות הבלאי, קשיות פני השטח, מגבלת עייפות ועמידות בפני קורוזיה של חלקי פלדה.
תהליך טכני
ניקוי פני השטח של חלקים לפני ניטרידה
רוב החלקים ניתנים לניטריד מיד לאחר הסרת השומנים על ידי הסרת שומנים בגז. חלקים מסוימים צריכים גם לנקות עם בנזין, אך אם שיטת העיבוד הסופית לפני הניטרידה משתמשת בליטוש, השחזה, ליטוש וכו', היא עלולה לייצר שכבת פני השטח המעכבת ניטרידינג, וכתוצאה מכך ניגוד לא אחיד או לא אחיד לאחר הניטריד.
התרחשו פגמים כגון כיפוף. בשלב זה, יש להשתמש באחת משתי השיטות הבאות להסרת שכבת פני השטח. השיטה הראשונה משתמשת תחילה בגז להסרת נפט לפני הניטרד. לאחר מכן השתמש באבקת אלומינה להתזת חול במשטח (ניקוי שוחק). השיטה השנייה היא מריחת ציפוי פוספט על פני השטח.
פליטת אוויר של תנור ניטרד
הנח את החלקים המעובדים בכבשן הניטרידינג ואטום את מכסה התנור כדי להתחמם, אך לפני החימום ל-150 מעלות, יש למצות את התנור. תפקידו העיקרי של הכבשן הוא למנוע מגז נפיץ מגע עם אוויר בעת פירוק האמוניה, ולמנוע חמצון של פני השטח של החפץ המעובד ושל התומך.
הגז המשמש הוא אמוניה וחנקן. הדברים החיוניים להסרת האוויר בתנור הם כדלקמן:
①לאחר התקנת החלקים לעיבוד, מכסה הכבשן אטום, ומתחיל גז אמוניה נטול מים, וקצב הזרימה גבוה ככל האפשר.
②הגדר את בקרת הטמפרטורה האוטומטית של תנור החימום ל-150 מעלות והתחל בחימום (שים לב שטמפרטורת התנור אינה יכולה להיות גבוהה מ-150 מעלות).
③כאשר האוויר בכבשן מוסר לפחות מ-10 אחוזים, או שגז הפליטה מכיל יותר מ-90 אחוזים של NH3, אזי טמפרטורת הכבשן מוגברת לטמפרטורת החנקה.
קצב פירוק אמוניה
החנקה מתבצעת על ידי מגע של אלמנטים מתגזרים אחרים עם חנקן בהתהוות, אך ייצור החנקן המתהווה הוא שהפלדה עצמה הופכת לזרז כאשר גז אמוניה בא במגע עם הפלדה המחוממת כדי לקדם את פירוק האמוניה.
למרות שניתן לבצע ניטרידינג תחת אמוניה עם קצבי פירוק שונים, קצב הפירוק הוא בדרך כלל 15-30 אחוזים, והעובי הנדרש לניטריצה נשמר במשך 4-10 שעות לפחות, וטמפרטורת הטיפול נשמרת בערך 520 מעלות.
תירגע
לרוב תנורי הניטרידינג התעשייתיים יש מחליפי חום לקירור מהיר של תנור החימום והחלקים המעובדים לאחר סיום עבודת הניטרידינג. כלומר, לאחר השלמת הניטרידינג, כוח החימום מנותק כדי להפחית את טמפרטורת התנור בכ-50 מעלות, ואז מוכפל קצב זרימת האמוניה ומחליף החום מופעל.
בשלב זה, שימו לב לראות האם יש בועות שעולות על גדותיהן בבקבוק הזכוכית המחובר לצינור הפליטה כדי לאשר את הלחץ החיובי בכבשן. לאחר שגז האמוניה המוכנס לכבשן הופך יציב, ניתן להפחית את קצב הזרימה של האמוניה עד לשמירה על הלחץ החיובי בתנור.
כאשר טמפרטורת התנור יורדת מתחת ל-150 מעלות, ניתן לפתוח את מכסה התנור לאחר הכנסת אוויר או חנקן בשיטה של הוצאת הגז בתנור כמתואר לעיל.
חנקת גז
חנקת גז פורסמה על ידי הגרמני AF ry בשנת 1923. חומר העבודה הוכנס לתנור, וגז NH3 הוזן ישירות לכבשן החנקה ב-500-550 מעלות ונשמר במשך 20-100 שעות כדי לפרק את גז ה-NH3 למצב אטומי.
טיפול ניטרידינג בגז (N) וגז (H) הוא המטרה העיקרית של ייצור שכבת תרכובת עמידה בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה על פני הפלדה. העובי שלו הוא בערך 0.02-0.02m/m, והטבע שלו קשה במיוחד Hv 1000 ~1200, ושביר ביותר. קצב הפירוק של NH3 משתנה בהתאם לקצב הזרימה והטמפרטורה.
ככל שקצב הזרימה גדול יותר, קצב הפירוק נמוך יותר, קצב הזרימה קטן יותר, קצב הפירוק גבוה יותר, וככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך קצב הפירוק גבוה יותר. ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, קצב הפירוק נמוך יותר. גז NH3 עובר פירוק תרמי ב-570 מעלות באופן הבא:
NH3 →〔N〕Fe פלוס 3/2 H2
לאחר מכן ה-N המפורק מתפזר לתוך פני הפלדה כדי ליצור. חנקת גז שלב Fe2-3N, החיסרון הכללי הוא שהשכבה המוקשה דקה וזמן החנקה ארוך.
לניגוד גז יש יעילות נמוכה עקב פירוק NH3 לצורך ניטרידה, ולכן הוא קבוע בדרך כלל לבחירת פלדות המתאימות לניטרידה, כגון המכילות Al, Cr, Mo ואלמנטים ניטרידיים אחרים, אחרת ניטרידינג לא יתאפשר.
בדרך כלל, נעשה שימוש ב-JIS ו-SACM1. ה-JIS החדשים, SACM645 ו-SKD61 נקראים גם מרווה וטימפינג עם טיפול מחזק והקשחה. מכיוון ש-Al, Cr, Mo וכו' הם כולם אלמנטים המגבירים את טמפרטורת נקודת הטרנספורמציה, טמפרטורת ההמרה גבוהה יותר וטמפרטורת החיסום גבוהה גם מזו של פלדות סגסוגת מבניות רגילות. שבירות מחסום מתרחשת במהלך חימום ממושך בטמפרטורת הניטרידינג, ולכן טיפול ההמרה והחיסום מיושם מראש.
גז NH3 ניטרד, מכיוון שהמשטח מחוספס, קשה ושביר בגלל הזמן הארוך, זה לא קל לטחון, והזמן הארוך אינו חסכוני. הוא משמש לניטרידינג של צינור ההזנה ומוט הברגים של מכונת הזרקת פלסטיק.
ניטרידינג נוזלי
ההבדל העיקרי של nitrocarburizing נוזלי הוא שיש שלב Fe3Nε בשכבה הניטרידית, שלב Fe4Nr קיים אך לא ניטריד פאזה Fe2Nξ. תרכובת ה- ξ פאזה קשה ושבירה בתהליך הניטרידינג, שדלה בקשיחות וניטרוקרבוריזציה נוזלית. השיטה היא הסרת חלודה, הסרת שומנים, חימום מוקדם של חומר העבודה והנחתו בכור חנטה.
כור ההיתוך עשוי מ-TF-1 בתור המלח העיקרי, והוא מחומם ל-560-600 מעלות במשך מספר דקות עד מספר שעות. , עומק שכבת הניטרידינג נקבע בהתאם לגודל העומס החיצוני על חומר העבודה. במהלך העיבוד, יש להחדיר צינור אוויר בתחתית כור ההיתוך כדי לפרק כמות מסוימת של חומר חנקת אוויר ל-CN או CNO, אשר יחדור ויתפזר למשטח העבודה, כך שהתרכובת החיצונית ביותר של פני השטח של חומר העבודה. הוא 8-9 אחוז משקל של N וכמות קטנה של C ושכבת הדיפוזיה.
אטומי חנקן מתפזרים לתוך בסיס -Fe כדי להפוך את הפלדה לעמידה יותר לעייפות. במהלך תקופת הניטריצה, עקב הפירוק והצריכה של CNO, לכן יש צורך בבדיקה רציפה של הרכב המלח ב-6-8 שעות טיפול על מנת להתאים את נפח האוויר או להוסיף מלח חדש.
החומר המשמש לטיפול ניטריד רך נוזלי הוא מתכת ברזל. קשיות פני השטח לאחר ניטרידה גבוהה יותר אם קשיות פני השטח מכילה Al, Cr, Mo, Ti, וככל שתכולת הזהב גבוהה יותר, כך עומק הניטריד רדוד יותר, כגון פלדת פחמן Hv 350 -650, פלדת אל חלד Hv {{1} }, פלדה ניטרידית Hv 800-1100.
ניטרוקרבור נוזלי מתאים לחלקי רכב עמידים בפני שחיקה ועמידים בפני עייפות, מכונות תפירה, מצלמות וכו', כגון עיבוד ריפוד צילינדר, עיבוד שסתומים, עיבוד חביות בוכנה ותבניות שאינן ניתנות לעיוות. מדינות המשתמשות בניטרוקרבוריזציה נוזלית כוללות מדינות מערב אירופה, ארצות הברית, ברית המועצות ויפן.
חנקת יונים
שיטה זו היא למקם חומר עבודה בכבשן ניטרד, לשאוב את התנור ל-10-2-10-3 טור (㎜Hg) מראש, ואז להכניס גז N2 או N2 בתוספת H2 גז מעורב, ולהתאים את התנור כך שיגיע ל-{{4} } טור, חברו את גוף התנור לאנודה, את חומר העבודה לקתודה, והפעילו מאות וולט של מתח DC בין שני הקטבים.
בשלב זה, גז N2 בתנור ישוחרר בצורה בהירה ליונים חיוביים ויעבור למשטח העבודה. המתח יורד בחדות, מה שגורם ליונים החיוביים למהר אל פני הקתודה במהירות גבוהה, תוך הפיכת אנרגיה קינטית לאנרגיית גז, כך שטמפרטורת פני השטח של חומר העבודה יכולה לעלות, עקב השפעת יוני החנקן, פני השטח. של חומר העבודה ניתז עם Fe.CO ואלמנטים אחרים לשילוב עם יוני חנקן. FeN, כתוצאה מכך, ניטריד ברזל נספג בהדרגה על חומר העבודה כדי לייצר ניטרידינג.
חנקן יונים משתמש בעצם בחנקן, אך אם מוסיפים גז פחמימני, ניתן להשתמש בו לחנקה רכה של יונים, אבל זה נקרא בדרך כלל חנקן יונים טיפול כימי, ניתן להתאים את ריכוז החנקן על פני השטח של חומר העבודה על ידי שינוי יחס הלחץ החלקי מהגז המעורב (N2 בתוספת H2) שמולא בכבשן.
בעת ניטרידינג יונים טהורים, מבנה חד פאזי r′ (Fe4N) על משטח העבודה מכיל תכולת N ב-5.7 עד 6.1 אחוז משקל, עובי השכבה הוא בטווח של 10 מיקרומטר. שכבת התרכובת חזקה ואינה נקבובית, ולא קל ליפול ממנה. מכיוון שניטריד הברזל נספג כל הזמן בחומר העבודה ומתפזר לתוך הפנים, המבנה מהמשטח לפנים הוא FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N שינויים ברצף, ε החד-פאזי (Fe3N) מכיל 5.{{13 }}.0 אחוז משקל של N, וה- ξ החד-פאזי (Fe2N) מכיל 11.0-11.35 אחוז משקל.
חנקת היונים יוצרת תחילה את שלב r ולאחר מכן מוסיפה במקרה של מימן קרביד, שכבת התרכובת ושכבת הדיפוזיה המתחלפות לשלב האפסילון, העלייה בשכבת הדיפוזיה תורמת רבות לעלייה בחוזק העייפות. השחיקה. הוא הטוב ביותר בשלב ε.
דרגת הטיפול בניטריד יונים יכולה להתחיל מ-350 מעלות. זמן הטיפול יכול להיות מספר דקות או אפילו זמן רב בהתחשב בחומר ובתכונות המכניות הקשורות אליו. שיטה זו זהה לטיפול הניטרידינג הקודם בשיטת פירוק תרמי. השיטה שונה. מכיוון ששיטה זו משתמשת באנרגיית יונים גבוהה, ניתן לטפל בקלות בחומרים כמו נירוסטה, טיטניום, קובלט וכדומה, שנחשבו בעבר קשים לטיפול, בקלות עם התקשות משטח מעולה.
האם יש לך שאלות ספציפיות לגבישירותי עיבוד שבבי? צור קשר עם יוגי!מהנדסי המכירות שלנו יעבדו איתך מההתחלה ועד הסוף כדי להבטיח שהפרויקט שלך יושלם בהתאם לדרישות שלך.
גַם,יוגיהוא יצרן מקצועי עבורציוד כרייה, כלי CNC, וחלקי מכונותבמשך למעלה מ-20 שנה.
