Nitridarea oțelului la domiciliu: structura, tehnologia și descrierea

Tehnologiile de nitridare se bazează pe schimbări în structura suprafeței unui produs metalic. Acest complex de operațiuni este necesar pentru a furniza țintă cu caracteristici de protecție. Cu toate acestea, nu numai calitățile fizice măresc nitrizarea oțelului la domiciliu, unde nu există loc pentru măsuri mai radicale de a furniza spații cu caracteristici îmbunătățite.

Informații generale despre tehnologia de nitrare

Necesitatea utilizării nitrizării este prevăzută prin menținerea caracteristicilor, permițând alocarea de produse cu proprietăți de înaltă calitate. Cota principală a tehnicilor de nitrurare este efectuată în conformitate cu cerințele metodelor termice ale pieselor de procesare. În special, tehnologia de măcinare este larg răspândită, datorită cărora specialiștii pot ajusta mai precis parametrii metalului. În plus, este permisă protejarea zonelor care nu fac obiectul nitridării. În acest caz, acoperirea cu straturi subțiri de staniu poate fi aplicată prin tehnică galvanică. Comparativ cu metodele structurale mai profunde ale îmbunătățirii caracteristicilor metalului, nitrurare - este saturarea stratului de suprafață din oțel, care are o influență mai mică asupra structurii preformelor. Așadar, calitățile de bază ale elementelor metalice asociate caracteristicilor interne nu sunt luate în considerare în îmbunătățirile cu nitruri.

Varietăți ale metodelor de nitrare

Abordările la nitridare pot varia. Două metode principale se disting, de obicei, în funcție de condițiile de nitrurare a metalului. Acestea pot fi metode pentru a crește uzura suprafeței și duritatea, precum și pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune. Prima variantă diferă prin faptul că structura este schimbată pe fundalul unei temperaturi de aproximativ 500 ° C. Reducerea nitrizării se realizează de obicei prin tratamentul cu ioni, atunci când se realizează descărcarea anodică și descărcarea prin catod. În a doua variantă se produce azotarea dopată a oțelului. Tehnologia de acest tip oferă un tratament de temperatură la 600-700 ° C, cu o durată a procesului de până la 10 ore. În astfel de cazuri, tratamentul poate fi combinat cu acțiunea mecanică și rafinarea termică a materialelor, în conformitate cu cerințele exacte, cu rezultatul.

Expunerea la ionii de plasmă

Aceasta este metoda de saturare a metalelor într-un vid care conține azot, în care sunt excitate încărcăturile electrice strălucitoare. Pereții camerei de încălzire pot servi ca anozi, iar semifabricatele prelucrate direct acționează ca catod. Pentru a simplifica controlul structurii stratului, este posibilă corectarea procesului tehnologic. De exemplu, densitatea curentului, gradul de vid, consumul de azot, nivelurile de adăugare a gazului de proces pur etc. pot varia. În unele modificări, nitrodierea în plasmă a oțelului implică și conectarea argonului, a metanului și a hidrogenului. Acest lucru ne permite în parte să optimizăm caracteristicile externe ale oțelului, dar schimbările tehnice sunt încă diferite de aliajul complet. Principala diferență constă în faptul că modificările structurale profunde și corecțiile sunt efectuate nu numai prin acoperiri externe și cochilii ale produsului. Tratamentul ionic poate afecta deformarea generală a structurii.

Nitrizarea gazelor

Această metodă de saturare a produselor metalice se realizează la un nivel de temperatură de 400 ° C. Dar există și excepții. De exemplu, oțelurile refractare și austeniții asigură un nivel mai înalt de încălzire - până la 1200 ° C. Ca mediu principal de saturație, apare amoniac disociat. Parametrii deformării structurale pot fi controlați prin procedeul de nitridare cu gaz, care presupune diferite formate de procesare. Modurile cele mai populare sunt formate în două, trei etape, precum și o combinație de amoniac disociat. Regimurile care implică utilizarea aerului și a hidrogenului sunt utilizate mai rar. Printre parametrii de control care determină nitridarea oțelului prin caracteristici calitative se poate distinge nivelul consumului de amoniac, temperatura, gradul de disociere, consumul de gaze auxiliare de proces și așa mai departe.

Tratamentul cu soluții de electroliți

De regulă, se folosește tehnologia de aplicare a încălzirii anodice. De fapt, acesta este un fel de procesare electrochimico-termică a materialelor din oțel. Baza acestei metode este principiul utilizării unei încărcări electrice pulsate, care trece de-a lungul suprafeței țaglei amplasate într-un mediu de electrolit. Datorită efectului combinat al încărcărilor electrice asupra suprafeței metalice și a mediului chimic, efectul de lustruire este de asemenea realizat. Cu acest tratament, partea țintă poate fi considerată ca un anod cu potențial pozitiv din curentul electric. În același timp, volumul catodului nu trebuie să fie mai mic decât volumul anodului. Aici este necesar să se observe unele caracteristici prin care nitridarea ionică a oțelurilor converge cu electroliții. În special, experții remarcă o varietate de moduri de formare a proceselor electrice cu anozi, care, printre altele, depind de amestecurile electrolitice conectate. Acest lucru face posibilă reglementarea mai precisă a calităților tehnice și operaționale ale barelor metalice.

Nitratarea catolică

Spațiul de lucru în acest caz este format din amoniac disociat cu suportul unui regim de temperatură de ordinul a 200-400 ° C. În funcție de calitatea inițială a piesei metalice, este ales regimul optim de saturație, care este suficient pentru corectarea piesei de prelucrat. Acest lucru se aplică și în cazul modificărilor presiunii parțiale a amoniacului și a hidrogenului. Nivelul necesar de disociere a amoniacului se realizează prin controlul presiunii și volumelor de alimentare cu gaz. În acest caz, spre deosebire de metodele clasice de saturație a gazelor, nitrizarea catolică a oțelului asigură regimuri de prelucrare mai blânde. De obicei, această tehnologie este realizată într-un mediu de aer care conține azot, cu o sarcină electrică stralucitoare. Funcția de anod este realizată de către pereții camerei de încălzire și catodul de către produs.

Procesul de deformare a structurii

Practic toate metodele de saturare a suprafețelor de semifabricate metalice se bazează pe conectarea efectului de temperatură. Un alt lucru este că, în plus, pot fi utilizate tehnici electrice și de corecție a gazelor care schimbă nu numai structura externă, ci și cea exterioară a materialului. În principal, tehnologii încearcă să îmbunătățească proprietățile de rezistență ale obiectelor țintă și să le protejeze de influențele externe. De exemplu, rezistența la coroziune este una dintre sarcinile principale de saturație, în care se efectuează nitrurarea oțelului. Structura metalului după tratarea cu electroliți și medii de gaz este înzestrată cu izolație, capabilă să reziste și să distrugă mecanic naturale. Parametrii specifici pentru schimbarea structurii sunt determinați de condițiile de utilizare ulterioară a piesei de prelucrat.

Nitridarea pe fundalul tehnologiilor alternative

Odată cu metoda nitrizării, structura externă a preformelor metalice poate fi modificată prin tehnologii de cianurare și cimentare. În ceea ce privește prima tehnologie, este mai mult ca alierea clasică. Diferența dintre acest proces este adăugarea de carbon la amestecul activ. Are caracteristici semnificative și cimentare. De asemenea, permite utilizarea carbonului, dar la temperaturi ridicate - circa 950 ° C. Scopul principal al unei astfel de saturații este atingerea unei durități operaționale ridicate. În acest caz, atît carburizarea, cît și nitrurarea devin similare prin aceea că structura internă poate păstra un anumit grad de viscozitate. În practică, acest tratament este utilizat în industrii unde semifabricatele trebuie să reziste la frecare crescută, oboseală mecanică, rezistență la uzură și alte calități care asigură durabilitatea materialului.

Avantajele nitrizării

Principalele avantaje ale tehnologiei includ o varietate de regimuri de saturație a semifabricatelor și universalitatea aplicării. Tratarea suprafeței cu o adâncime de aproximativ 0,2-0,8 mm face posibilă menținerea structurii de bază a piesei metalice. Cu toate acestea, depinde mult de organizarea procesului, în care se efectuează nitridarea oțelului și a altor aliaje. Deci, în comparație cu alierea, folosirea tratamentului cu azot necesită mai puține cheltuieli și este permisă chiar și acasă.

Dezavantaje ale nitrizării

Metoda este orientată spre rafinarea exterioară a suprafețelor metalice, ceea ce determină o limitare a parametrilor de protecție. Spre deosebire de procesarea carbonului, de exemplu, nitrizarea nu este capabilă să corecteze structura internă a piesei de prelucrat pentru a ușura stresul. Un alt dezavantaj este riscul de impact negativ chiar și asupra proprietăților de protecție externe ale unui astfel de produs. Pe de o parte, procesul de nitrurare din oțel poate îmbunătăți rezistența la coroziune și protecție la umiditate, dar pe de altă parte - se va reduce, de asemenea, densitatea structurii și, respectiv, să afecteze proprietățile de rezistență.

concluzie

Tehnologia prelucrării metalelor implică o gamă largă de metode de impact mecanic și chimic. Unele dintre acestea sunt tipice și se calculează pe alocarea standard a barelor în moduri concrete și fizice concrete. Altele se concentrează pe rafinarea specializată. Al doilea grup include nitridarea oțelului, care permite posibilitatea unei modificări aproape de punct a suprafeței exterioare a piesei. Această metodă de modificare permite simultan să formeze o barieră împotriva influenței negative externe, dar în același timp să nu schimbe baza materialului. În practică, astfel de operațiuni sunt supuse părților și structurilor care sunt utilizate în construcții, mașini și instrumente. Mai ales acest lucru se aplică materialelor care sunt inițial supuse încărcărilor mari. Cu toate acestea, există și indicatori de rezistență, care nu pot fi realizați prin nitridare. În astfel de cazuri, se utilizează doparea cu procesare profundă în profunzime a structurii materialului. Dar are și dezavantajele sale sub forma impurităților tehnice dăunătoare.