Nitridlash nima?

Nitridlash asoslari

Nitridlash - bu issiqlik bilan ishlov berish jarayoni bo'lib, azotni metall yuzasiga tarqatib, qattiqlashtirilgan sirt hosil qiladi. Qo'shilgan azot yadroning metallurgik xususiyatlariga sezilarli ta'sir qilmasdan qattiqlik va aşınma qarshiligini oshiradi. Nitridlash jarayonida metall azotga boy atmosferada 500-550 ° S gacha qizdiriladi. Azot sirtga 0.5 mm chuqurlikda tarqaladi va alyuminiy, vanadiy va xrom kabi qotishma elementlar bilan reaksiyaga kirishib, qattiq nitridlar hosil qiladi. Ushbu nitridlar sirt qattiqligini 1300 HV gacha oshiradi, aşınma va korroziyaga chidamliligini oshiradi.

Nitridlashning maqsadlari

Nitridlash metallarning sirt xususiyatlarini yaxshilash uchun bir nechta asosiy maqsadlarda qo'llaniladi:

Yuzaki qattiqlikni oshiring

Nitridlashning asosiy maqsadi metallarning sirt qattiqligini oshirishdir. Qo'shilgan azot qattiq nitrid birikmalarini hosil qilish uchun qotishma elementlar bilan reaksiyaga kirishadi. Ushbu diffuziya qatlami qattiqlikni 1300 HV gacha oshiradi, bu esa aşınma qarshiligini va yuk ko'tarish qobiliyatini yaxshilaydi.

Charchoq kuchini yaxshilang

Nitridlash natijasida hosil bo'lgan qattiqlashtirilgan chuqurlik tishli va millar kabi komponentlarning charchoqqa chidamliligini yaxshilaydi. Nitridlangan holatda hosil bo'lgan bosim kuchlanishlari yorilish boshlanishi va tarqalishiga qarshilikni oshiradi.

Korroziyaga chidamliligini oshirish

Nitridlash korroziyaga chidamliligini ikki jihatdan yaxshilaydi. Birinchidan, nitrid birikmalari juda barqaror va inertdir. Ikkinchidan, nitridlash natijasida hosil bo'lgan qatlam chuqurligi, agar sirt qatlami eskirgan bo'lsa, yadro materialiga ta'sir qilmasligini ta'minlaydi.

Minimal buzilish

Söndürmeli qattiqlashuv usullaridan farqli o'laroq, nitridlash qismni tez sovutishni talab qilmaydi. Natijada, nitridlash juda kam buzilish yoki qoldiq stressni keltirib chiqaradi, bu uni yuqori aniqlikdagi komponentlar uchun mos qiladi. Nitridlanish natijasida yuzaga keladigan o'lchamdagi o'zgarishlar ahamiyatsiz.

Nitridlash turlari

Sanoatda nitrlash jarayonining bir necha asosiy usullari va turlari qo'llaniladi:

• Gazni nitridlash– Gazni azotlashda azot manbai azot va vodorodga ajralgan ammiak gazidan olinadi. Ammiak gazi sof azot gaziga qaraganda arzonroq. Komponentlar ammiak oqimi nazorat qilinadigan muhrlangan retortda 500-590 ° S gacha isitiladi.
• Plazmani nitrlash - Plazma nitridlash faollashtirilgan azot ionlarini yaratish uchun yuqori kuchlanishli quvvat manbai tomonidan hosil bo'lgan plazma zaryadidan foydalanadi. Bu 350-590 ° S past haroratlarda tezroq tarqalish imkonini beradi. Plazma nitridlash korpus chuqurligi ustidan aniq nazoratni ta'minlaydi.
• Tuz hammomida nitridlash - Tuzli hammomni nitrlashda azot manbai NaCN kabi siyanid tuzlarining dissotsiatsiyasidan kelib chiqadi. Qismlar 580-590 ° S haroratda saqlanadigan eritilgan siyanid tuzli hammomga botiriladi. Tuz hammomida nitridlash 1500 HV gacha bo'lgan juda yuqori qattiqlikka erishish mumkin.
• Suyuqlangan to'shakda nitrlash - Suyuqlangan qatlamli nitridlash ammiak gazining gaz oqimi bilan suyuqlashtirilgan alumina kukuni qatlamidagi dissotsiatsiyasini o'z ichiga oladi. Bu usul davolash jarayonida mukammal harorat bir xilligini ta'minlaydi.
• Boshqa o'zgarishlar - Boshqa o'zgarishlarga karbonitridlarni hosil qilish uchun uglerod qo'shadigan nitrokarburizatsiya, qora oksidli qatlamlarni hosil qilish uchun postoksidlanish va 350-380 ° S gacha bo'lgan past haroratli nitridlanish kiradi. Plazma nitrokarburizatsiyasi kabi gibrid jarayonlar ham qo'llaniladi.

Nitridlash uchun mos materiallar

Nitridlash bir qator qora va rangli qotishmalarga qo'llanilishi mumkin:

Kam karbonli po'latlar

0.25% dan kam uglerodli past qotishma po'latlar odatda sirt qattiqligi va aşınma qarshiligini oshirish uchun nitridlanadi. Kam uglerod miqdori beqaror temir nitridlarining shakllanishini kamaytiradi. Ommabop misollar 1018, 4140 va 4340 po'latlarni o'z ichiga oladi.

Asbob po'latlari

H13, P20 va D2 kabi asboblar po'latlari yuqori qattiqlashishi va qotishma tarkibi tufayli nitridlash uchun idealdir. Nitridlash issiq yoki sovuq ish uchun asboblarning qattiqligini, kuchini va umrini oshiradi.

Zanglamaydigan po'latlar

410, 416, 420 va 17-4PH kabi martenzitik va yog'ingarchilik bilan qotib qoladigan zanglamaydigan po'latlar aşınma va korroziyaga chidamliligini yaxshilash uchun samarali nitridlanishi mumkin. 1000-1400 HV sirt qattiqligiga erishish mumkin.

Alyuminiy qotishmalari

Kremniy va magniyni o'z ichiga olgan ba'zi alyuminiy qotishmalari nitrokarburizatsiya deb ataladigan jarayon orqali nitridlanishi mumkin. Bu azot va uglerodni bir vaqtning o'zida qotishma ichiga tarqatadi.

Titan qotishmalari

Titanium qotishmalari, shu jumladan Ti-6Al-4V plazma usullari bilan nitridlanishi mumkin. Bu yadro egiluvchanligi va sinish chidamliligiga ta'sir qilmasdan yuqori qattiqlikdagi himoya sirt qatlamini yaratadi.

Boshqa qotishmalar

Nikel asosidagi super qotishmalar, asbob po'latlari va kobalt qotishmalari kabi boshqa materiallar ham nitridlangan bo'lishi mumkin. Nitridlarni barqarorlashtirish uchun etarli darajada qotishma qo'shimchalari bo'lgan temir va rangli qotishmalar ham foyda keltirishi mumkin.

Nitridlash uchun uskunalar va sarf materiallari

Nitridlash jarayonlarida maxsus pechlar, gaz ta'minoti va haroratni nazorat qilish uskunalari qo'llaniladi:

• Nitridlash pechlari
  • 1000 ° F (590 ° C) gacha gaz va plazma nitridlash uchun gaz o'tkazmaydigan retorts va izolyatsiyasi bo'lgan quti yoki shkaf uslubidagi pechlar.
  • Tuzli hammomni 1100 ° F (590 ° C) atrofida azotlash uchun eritilgan tuzli hammom pechlari.
  • Suyuqlangan qatlamli nitridlash uchun gözenekli keramika vositalarini o'z ichiga olgan suyuq yotoqli pechlar.
• Azot gazi
  • Gazni azotlash uchun manba sifatida yuqori toza azot gazi.
  • Gazni azotlash uchun azot va vodorodga ajraladigan ammiak gazi.
• Power uslubi
  • 1000 V gacha bo'lgan doimiy quvvat manbalari va plazma nitridlash uchun 10,000 XNUMX amperdan yuqori oqim darajasi.
• Haroratni kuzatish
  • Olovli haroratning bir xilligini kuzatish uchun termojuftlar.
  • Komponentlarning sirt haroratini o'lchash uchun pirometrlar.
• Sarf qilish uslubi
  • Tuzli hammomda nitridlash uchun siyanid tuzlari.
  • Suyultirilgan qatlamli nitridlash uchun alumina kukuni.
  • Yog ', tozalash eritmalari, asboblar, armatura va boshqalar.

To'g'ri jihozlar takrorlanadigan chuqurlik va xususiyatlarga erishish uchun nitridlash atmosferasini, haroratni va davomiyligini nazorat qilish uchun zarurdir.

Nitridlash jarayoni

Oddiy nitrlash jarayonining asosiy bosqichlari:

1. tozalash
   1. Kir, yog ', yog', oksidlar va boshqa ifloslantiruvchi moddalarni yog'sizlantirish, gidroksidi tozalash yoki kislotali tuzlash orqali komponentlar yuzasidan olib tashlang.
2. Loading
   1. Kontaminatsiyani oldini olish va to'g'ri ta'sir qilishni ta'minlash uchun ehtiyot qismlarni armatura yoki savatga joylashtiring.
3. Isitish va ushlab turish
   1. Nitrlash haroratiga erishish uchun soatiga 400-800 ° F (220-440 ° C / soat) tezlikda qizdiring.
   2. Ish qismlari termal muvozanatga erishish uchun nitridlash haroratida ushlab turing.
4. Azotlash
   1. Ish qismlarini azotga boy muhitda nitridlash haroratida kerakli vaqt davomida ish chuqurligiga erishish uchun qo'ying.
   2. Ammiak gazi azot va vodorodga yorilib ketadi. Plazma azot ionlarini hosil qiladi. Sianid tuzlari azot chiqaradi.
5. Söndürme
   1. Nitridlangan tuzilmani saqlab qolish uchun yog'dagi kabi tez sovutish. Ba'zi jarayonlar uchun talab qilinmaydi.
6. Yukni tushirish va tozalash
   1. Ish qismlarini tushiring va yog' yoki tuzlarning qoldiqlarini yuvish orqali olib tashlang.
   2. Silliqlash yoki parlatish kabi keyingi ishlov berishni qo'llang.

Kerakli chuqurlikni olish, buzilishlarni kamaytirish va nitrid fazasi shakllanishini ta'minlash uchun jarayonni diqqat bilan nazorat qilish kerak.

Nitridlashning sanoatda qo'llanilishi

Mexanik komponentlarda nitridlashning ba'zi umumiy sanoat qo'llanilishi quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Gears

Nitridlangan qotishma po'latdan yasalgan tishli qutilar yuqori sirt qattiqligi va charchoq kuchiga ega. Transmissiya uzatmalarida, vites qutilarida, halqali uzatmalarda va boshqalarda qo'llaniladi.

Rulmanlar

Rulman poygalarini, aylanma elementlarni va podshipnik yuzalarini nitridlash siklik yuklanishda aşınma qarshiligini va chidamliligini yaxshilaydi.

Krank mili

Nitridlash krank mili filetolari va jurnallarining charchoq kuchini oshiradi. Avtomobil va dengiz dvigatellarida qo'llaniladi.

pistonlar

Nitridlangan quyma alyuminiy pistonlar silindr devorlariga nisbatan ishqalanish qarshiligini va yopishtiruvchi aşınma qarshiligini oshiradi.

Valves

Nitridlangan klapan yuzlari va novdalari bo'lgan ichki yonuv dvigatellarining qabul qilish va chiqarish klapanlarining yaxshilangan aşınması.

Kesish asboblari

Nitridlash bilan ishlangan yuqori tezlikda qoplangan po'lat va karbid kesish asboblari metallni olib tashlash tezligi va umrini yaxshilaydi.

Qoliplar va qoliplar

Quyma, zarb qilish va shtamplash uchun nitridlangan po'latdan yasalgan qoliplar va qoliplar mustahkamlik va ishlash samaradorligini oshiradi.

Boshqa foydalanish

Bosimli idishlar, vallar, silindrlar, kameralar, mahkamlagichlar, aktuatorlar va suyuqlik quvvati komponentlarida keng tarqalgan.

Sirt qattiqligining ortishi, aşınmaya bardoshliligi, charchoqqa chidamliligi va korroziyaga chidamliligi nitridlashni muhim mexanik qismlar uchun ideal qiladi.

Zargarlik va aksessuarlarda nitridlash

Sanoatda foydalanishga qaraganda kamroq tarqalgan bo'lsa-da, nitridlash zargarlik buyumlari va moda aksessuarlarida ba'zi amaliy dasturlarga ega:

Yaxshilangan sirt qoplamasi

Nitridlash uzuklar, bilaguzuklar va soat qutilari kabi zargarlik buyumlarining metall qismlarida silliq bir tekis sirtni ta'minlashi mumkin. Bu ikkilamchi polishing ehtiyojini kamaytiradi.

Kengaytirilgan korroziyaga chidamlilik

Nitridlangan qatlam uzuklar, bilaguzuklar, zanjirlar va metall soat tasmalari kabi namlik ta'sirida bo'lgan zargarlik buyumlari uchun korroziyaga chidamliligini yaxshilaydi.

Qora dekorativ qoplamalar

Zanglamaydigan po'lat yoki titanni nitridlash orqali ishlangan yuzalarni tanlab qorayish zargarlik buyumlarida dekorativ naqsh va aksanlarni ta'minlashi mumkin.

Qattiqlashtirilgan yuzalar

Erkaklar uzuklari va metall soat bantlari kabi yuqori qo'llaniladigan zargarlik buyumlari uchun sirt qotib qolish orqali yaxshilangan aşınma qarshilik.

Xarajatlarni tejash

Ba'zi metallarda nitridlash qoplama yoki PVD qoplamalariga nisbatan arzonroq xarajat uchun unumdorlikni ta'minlashi mumkin.

Mijoz tushunchasi

Ba'zi hashamatli brendlar texnologiya va sirt qoplamasining idrok etilgan afzalliklari uchun nitridlashdan foydalanadilar.

Ishlab chiqarish sanoatida bo'lgani kabi keng tarqalgan bo'lmasa-da, nitridlash tanlangan zargarlik buyumlari uchun funktsional va estetik afzalliklarni berishi mumkin. Zargarlik metallarining ko'rinishini saqlab qolish uchun to'g'ri nazorat qilish kerak.

Boshqa sirt qotib qolish jarayonlari bilan solishtirish

Nitridlash boshqa keng tarqalgan sirt qotib qolish jarayonlaridan bir necha jihatdan farq qiladi:

Karburizatsiya

Karbürizatsiya po'lat yuzasiga azot emas, balki uglerodni tarqatadi. Bu qattiqroq, ammo kamroq barqaror martensitik holatni yaratadi. Nitridlash yaxshi korroziyaga chidamliligini ta'minlaydi.

Nitrokarburizatsiya

Nitrokarburizatsiya bir vaqtning o'zida azot va uglerodni qo'shadi. Kombinatsiyalangan karbonitrid korpusi har ikkalasiga nisbatan afzalliklarni taqdim etishi mumkin.

Induksion qattiqlashuv

Induksion qattiqlashuv elektromagnit induktsiya orqali sirtni tez isitadi va so'ndiradi. Nitridlash chuqurroq ish chuqurligini va kamroq buzilishni ta'minlaydi.

Olovli qattiqlashuv

Olovni qattiqlashishi bilan kislorodli yoqilg'i mash'allari o'chirishdan oldin sirtni tezda isitadi. Nitridlash murakkab geometriyalarni yanada samarali qattiqlashtirishi mumkin.

Qattiq filmni joylashtirish

PVD, CVD va termal püskürtülmüş qoplamalar kabi qattiq plyonkalarni joylashtirish usullari yuzada yupqa keramik qoplamani qoldiradi. Nitridlash yaxshi yopishish va charchoqqa chidamlilik uchun azotni substrat metallining o'ziga tarqatadi. Biroq, qoplamalar izolyatsiya yoki yuqori haroratga chidamlilik kabi qo'shimcha afzalliklarni berishi mumkin.