Nitridace oceli doma: struktura, technologie a popis

Technologie nitridování jsou založeny na změnách struktury povrchu kovového výrobku. Tento komplex operací je nutný pro zajištění cíle s ochrannými vlastnostmi. Nicméně nejen fyzikální vlastnosti zvyšují nitridaci oceli doma, kde není prostor pro radikálnější opatření k zajištění přírub s lepšími charakteristikami.

Obecné informace o nitridační technologii

Nutnost použití nitridu je stanovena zachováním vlastností, což umožňuje přidělit výrobky s vysoce kvalitními vlastnostmi. Hlavní podíl nitridačních technik se provádí v souladu s požadavky na tepelné metody zpracování dílů. Zejména technologie broušení je rozšířená, díky čemuž odborníci mohou přesněji upravovat parametry kovu. Kromě toho je povoleno chránit oblasti, které nepodléhají nitridaci. V tomto případě může být potahování tenkými vrstvami plechu nanášeno galvanickou technikou. Ve srovnání s hlubšími metodami strukturálního zlepšování vlastností kovů je nitridací nasycení povrchové vrstvy oceli, což má menší vliv na strukturu polotovarů. To znamená, že základní vlastnosti kovových prvků spojených s vnitřními vlastnostmi nejsou zohledněny při zlepšování nitridu.

Odrůdy nitridačních metod

Přístupy k nitridaci se mohou lišit. Dvě hlavní metody jsou obvykle rozlišeny v závislosti na podmínkách nitridace kovu. To může být způsob, jak zvýšit opotřebení povrchu a tvrdost, stejně jako zlepšit odolnost proti korozi. První varianta se liší tím, že struktura se mění na pozadí o teplotě přibližně 500 ° C. Snížení nitridování je obvykle dosaženo iontovým zpracováním, kdy se realizuje anodový výboj a katodový výboj. Ve druhé variantě se vyrábí nitridování z oceli s dopovaným obsahem. Technologie tohoto typu zajišťuje tepelnou úpravu při 600-700 ° C s trváním až 10 hodin. V takových případech lze ošetření kombinovat s mechanickým působením a tepelným zjemňováním materiálů podle výsledku.

Vystavení plazmovým iontům

Jedná se o způsob nasycení kovů ve vakuu obsahujícím dusík, ve kterém jsou excitační elektrické náboje. Stěny ohřívací komory mohou sloužit jako anody a přímo zpracované polotovary působí jako katoda. Pro zjednodušení řízení struktury vrstev je možné opravit technologický proces. Například proudová hustota, stupeň vakua, spotřeba dusíku, hladiny přidávání čistého procesního plynu atd. Se mohou lišit. V některých modifikacích plazmová nitridace oceli také zahrnuje připojení argonu, methanu a vodíku. To zčásti umožňuje optimalizovat vnější charakteristiky oceli, ale technické změny se stále liší od úplného legování. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že hluboké strukturální změny a korekce jsou prováděny nejen vnějšími povlaky a pláštěm výrobku. Ionická úprava může ovlivnit celkovou deformaci struktury.

Nitridace plynů

Tato metoda nasycení kovových výrobků se provádí při teplotní hladině 400 ° C. Ale existují i ​​výjimky. Například žáruvzdorné a austenitické oceli zajišťují vyšší stupeň ohřevu - až 1200 ° C. Jako hlavní saturační médium se objevuje disociovaný amoniak. Parametry strukturní deformace mohou být řízeny pomocí postupu nitridování plynu, který předpokládá různé formáty zpracování. Nejpopulárnější režimy jsou dvou-, třístupňové formáty, stejně jako kombinace disociovaného amoniaku. Režimy, které zahrnují použití vzduchu a vodíku, se používají méně často. Mezi kontrolními parametry, které určují nitridaci oceli kvalitativními charakteristikami, lze rozlišit úroveň spotřeby amoniaku, teplotu, stupeň oddělení, spotřebu pomocných procesních plynů atd.

Léčba roztoky elektrolytů

Používá se zpravidla technologie anodického ohřevu. Ve skutečnosti jde o druh elektrochemicko-tepelného zpracování ocelových materiálů. Základem této metody je princip využívání pulzního elektrického náboje, který prochází podél povrchu polotovaru umístěného v elektrolytickém médiu. Díky kombinovanému působení elektrických nábojů na kovový povrch a chemické prostředí je dosaženo také lešticího efektu. S touto úpravou lze cílovou část považovat za anodu s pozitivním potenciálem z elektrického proudu. Současně by objem katody neměl být menší než objem anody. Zde je třeba poznamenat některé vlastnosti, kterými se iontová nitridace ocelí snáší s elektrolyty. Zvláště odborníci zaznamenávají různé způsoby tvorby elektrických procesů s anodami, které mimo jiné závisí na připojených elektrolytických směsích. To umožňuje přesněji regulovat technické a provozní vlastnosti kovových polotovarů.

Katolická nitrace

Pracovní prostor je v tomto případě tvořen disociovaným amoniakem s podporou teplotního režimu řádově 200-400 ° C. V závislosti na počáteční kvalitě kovového obrobku je zvolen optimální režim nasycení, který postačuje k opravě obrobku. To platí i pro změny parciálního tlaku amoniaku a vodíku. Nezbytná úroveň oddělení amoniaku je dosažena kontrolou tlaku a objemů dodávky plynu. V tomto případě, na rozdíl od klasických metod nasycení plynu, katolické nitridování oceli zajišťuje jemnější zpracovatelské režimy. Obvykle se tato technologie realizuje v prostředí s obsahem dusíku se zářivým elektrickým nábojem. Anodová funkce se provádí stěnami topné komory a katody výrobkem.

Proces deformace struktury

Praktické metody saturace povrchů kovových polotovarů jsou založeny na připojení teplotního efektu. Další věc je, že navíc mohou být použity elektrické a plynové korekční techniky, které mění nejen vnější, ale i vnější strukturu materiálu. Technologové se především snaží zlepšit pevnostní vlastnosti cílového objektu a chránit je před vnějšími vlivy. Například odolnost proti korozi je jednou z hlavních úkolů nasycení, při níž se provádí nitridování oceli. Struktura kovu po ošetření elektrolyty a plynovými médii je opatřena izolací, schopnou odolat a mechanické přirozené destrukci. Specifické parametry pro změnu konstrukce jsou určeny podmínkami pro budoucí použití obrobku.

Nitridování na pozadí alternativních technologií

Spolu s metodou nitridace lze externí strukturu kovových předlisků změnit technologií kyanidace a cementace. Pokud jde o první technologii, je to spíše jako klasické legování. Rozdíl mezi tímto procesem je přidání uhlíku k aktivní směsi. Má významné vlastnosti a cementaci. To také umožňuje použití uhlíku, ale při zvýšených teplotách - asi 950 ° C. Hlavním cílem takové nasycení je dosažení vysoké provozní tvrdosti. V tomto případě se obě karburace a nitridaci podobají v tom, že vnitřní struktura může mít určitý stupeň viskozity. V praxi se toto ošetření používá v průmyslových odvětvích, kde přířezy musí odolat zvýšené tření, mechanické únavě, odolnosti proti opotřebení a dalším vlastnostem, které zajišťují životnost materiálu.

Výhody nitridování

Hlavní výhody technologie zahrnují různé režimy nasycení polotovarů a univerzálnost použití. Povrchová úprava o hloubce 0,2 až 0,8 mm umožňuje udržovat základní strukturu kovové části. Většinou však závisí na organizaci procesu, ve kterém se provádí nitridování oceli a jiných slitin. Takže ve srovnání s legováním vyžaduje používání dusíkatých prostředků nižší náklady a je povoleno i doma.

Nevýhody nitridování

Metoda je zaměřena na externí vylepšování kovových povrchů, což způsobuje omezení ochranných parametrů. Na rozdíl od zpracování uhlíku například nitridování není schopno napravit vnitřní strukturu obrobku, aby se uvolnilo napětí. Další nevýhodou je riziko negativního dopadu i na vnější ochranné vlastnosti takového výrobku. Na jedné straně může proces nitridace oceli zvýšit odolnost proti korozi a odolnost proti vlhkosti, ale na druhou stranu také minimalizuje hustotu konstrukce a v důsledku toho ovlivňuje vlastnosti pevnosti.

Závěr

Technologie zpracování kovů zahrnuje širokou škálu metod mechanického a chemického dopadu. Některé z nich jsou typické a jsou počítány na standardizované alokaci polotovarů konkrétními technickými a fyzikálními způsoby. Jiné jsou zaměřeny na specializované zpřesňování. Druhá skupina zahrnuje nitridování oceli, což umožňuje možnost téměř bodové modifikace vnějšího povrchu dílu. Tato metoda modifikace současně umožňuje vytvořit bariéru proti vnějšímu negativnímu vlivu, ale současně neměnit podstatu materiálu. V praxi jsou tyto operace předmětem dílů a konstrukcí, které se používají ve stavebnictví, strojích a přístrojovém vybavení. Zvláště to platí pro materiály, které jsou zpočátku vystaveny vysokému zatížení. Existují však také ukazatele síly, které nelze dosáhnout nitridováním. V takových případech se používá doping s hlubokým plnoformátovým zpracováním struktury materiálu. Má však i své nevýhody ve formě škodlivých technických nečistot.