Perawatan nitridasi
Roda gigi nitridasi
Perlakuan nitridasi mengacu pada proses perlakuan panas kimia di mana atom nitrogen menyusup ke permukaan benda kerja dalam media tertentu pada suhu tertentu. Produk nitrided memiliki ketahanan aus yang sangat baik, ketahanan lelah, ketahanan korosi, dan ketahanan suhu tinggi.
Di sini kita melihat video Netrex, Netrex menjelaskan dengan baik apa itu nitriding.
Pengantar Perawatan Nitriding
Unsur aluminium, kromium, vanadium, dan molibdenum dalam bahan baja paduan tradisional sangat membantu untuk nitriding. Ketika unsur-unsur ini bersentuhan dengan atom nitrogen yang baru lahir pada suhu nitridasi, nitrida stabil terbentuk.
Secara khusus, elemen molibdenum tidak hanya bertindak sebagai elemen untuk menghasilkan nitrida tetapi juga bertindak sebagai pengurangan kerapuhan yang terjadi pada suhu nitridasi. Unsur-unsur dalam baja paduan lainnya, seperti nikel, tembaga, silikon, mangan, dll, tidak banyak berkontribusi pada karakteristik nitridasi.
Secara umum, jika baja mengandung satu atau lebih elemen pembentuk nitrida, efeknya setelah nitridasi relatif baik. Di antara mereka, aluminium adalah elemen nitrida terkuat, dan nitridasi dengan 0,85 hingga 1,5 persen aluminium memiliki hasil terbaik.
Sejauh menyangkut baja kromium yang mengandung krom, jika ada konten yang cukup, hasil yang baik juga dapat diperoleh. Tetapi tidak ada baja karbon yang mengandung paduan karena lapisan nitridasi sangat rapuh dan mudah terkelupas, sehingga tidak cocok untuk baja nitridasi.
Ada enam baja nitridasi yang umum digunakan sebagai berikut:
(1) Baja paduan rendah yang mengandung aluminium (baja nitrided standar)
(2) SAE 4100, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 seri baja paduan rendah karbon menengah yang mengandung kromium.
(3) Baja die kerja panas (mengandung sekitar 5 persen kromium) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) seri SAE 400 baja tahan karat feritik dan martensit
(5) seri SAE 300 baja tahan karat Austenitik
(6) Baja tahan karat pengerasan presipitasi 17-4PH, 17-7PH, A-286, dll.
Baja nitridasi standar yang mengandung aluminium dapat memperoleh kekerasan tinggi dan lapisan permukaan ketahanan aus yang tinggi setelah nitridasi, tetapi lapisan yang dikeraskan juga sangat rapuh. Sebaliknya, baja paduan rendah yang mengandung kromium memiliki kekerasan yang lebih rendah, tetapi lapisan yang dikeraskan lebih keras, dan permukaannya juga memiliki ketahanan aus dan ketahanan balok yang cukup besar. Oleh karena itu, ketika memilih bahan, Anda harus memperhatikan karakteristik bahan dan memanfaatkan sepenuhnya keunggulannya untuk memenuhi fungsi bagian-bagiannya. Sedangkan untuk baja perkakas seperti H11 (SKD61) D2 (SKD-11), mereka memiliki kekerasan permukaan yang tinggi dan kekuatan inti yang tinggi.
Memengaruhi
Meningkatkan ketahanan aus, kekerasan permukaan, batas kelelahan, dan ketahanan korosi bagian baja.
Proses teknis
Pembersihan permukaan bagian sebelum nitriding
Sebagian besar bagian dapat dinitridasi segera setelah degreasing dengan gas degreasing. Beberapa bagian juga perlu dibersihkan dengan bensin, tetapi jika metode pemrosesan akhir sebelum nitridasi menggunakan pemolesan, penggilingan, pemolesan, dll., dapat menghasilkan lapisan permukaan yang menghalangi nitridasi, menghasilkan nitridasi yang tidak rata atau tidak rata setelah nitridasi.
Cacat seperti lentur terjadi. Saat ini, salah satu dari dua metode berikut harus digunakan untuk menghilangkan lapisan permukaan. Metode pertama pertama menggunakan gas untuk menghilangkan minyak sebelum nitriding. Kemudian gunakan bubuk alumina untuk sandblast permukaan (pembersihan abrasif). Metode kedua adalah menerapkan lapisan fosfat ke permukaan.
Udara buang dari tungku nitridasi
Tempatkan bagian yang diproses di tungku nitridasi dan tutup penutup tungku untuk memanaskan, tetapi sebelum memanaskan hingga 150 derajat, tungku harus habis. Fungsi utama tungku adalah untuk mencegah kontak gas eksplosif dengan udara ketika amonia terurai, dan untuk mencegah oksidasi permukaan benda yang diproses dan penyangga.
Gas yang digunakan adalah amoniak dan nitrogen. Hal-hal penting untuk menghilangkan udara di tungku adalah sebagai berikut:
Setelah bagian yang akan diproses dipasang, penutup tungku disegel, dan gas amonia anhidrat dimulai, dan laju aliran setinggi mungkin.
Atur kontrol suhu otomatis tungku pemanas ke 150 derajat dan mulai pemanasan (perhatikan bahwa suhu tungku tidak boleh lebih tinggi dari 150 derajat).
Ketika udara dalam tungku dihilangkan hingga kurang dari 10 persen , atau gas buang mengandung lebih dari 90 persen NH3, maka suhu tungku dinaikkan ke suhu nitridasi.
Tingkat dekomposisi amonia
Nitriding dilakukan dengan mengkontakkan elemen paduan lainnya dengan nitrogen yang baru lahir, tetapi produksi nitrogen yang baru lahir adalah bahwa baja itu sendiri menjadi katalis ketika gas amonia bersentuhan dengan baja yang dipanaskan untuk mendorong dekomposisi amonia.
Meskipun nitridasi dapat dilakukan di bawah amonia dengan berbagai laju dekomposisi, laju dekomposisi umumnya 15-30 persen , dan ketebalan yang diperlukan untuk nitridasi dipertahankan setidaknya selama 4-10 jam, dan suhu perlakuan dipertahankan pada sekitar 520 derajat.
Tenang
Sebagian besar tungku nitridasi industri memiliki penukar panas untuk mendinginkan tungku pemanas dan bagian yang diproses dengan cepat setelah pekerjaan nitridasi selesai. Yaitu, setelah nitriding selesai, daya pemanas dimatikan untuk mengurangi suhu tungku sekitar 50 derajat, dan kemudian laju aliran amonia digandakan dan penukar panas dimulai.
Pada saat ini, perhatikan untuk mengamati apakah ada gelembung yang meluap di botol kaca yang terhubung ke pipa knalpot untuk mengkonfirmasi tekanan positif di tungku. Setelah gas amonia yang dimasukkan ke dalam tungku menjadi stabil, laju aliran amonia dapat dikurangi sampai tekanan positif dalam tungku dipertahankan.
Ketika suhu tungku turun di bawah 150 derajat, penutup tungku dapat dibuka setelah memasukkan udara atau nitrogen menggunakan metode penghilangan gas dalam tungku seperti yang dijelaskan di atas.
nitridasi gas
Gas nitriding diterbitkan oleh German AF ry pada tahun 1923. Benda kerja ditempatkan dalam tungku, dan gas NH3 langsung dimasukkan ke dalam tungku nitridasi pada derajat 500-550 dan disimpan selama 20-100 jam untuk menguraikan gas NH3 menjadi keadaan atom.
Perlakuan nitridasi dengan gas (N) dan gas (H) merupakan tujuan utama untuk menghasilkan lapisan kompon yang tahan aus dan tahan korosi pada permukaan baja. Ketebalannya sekitar 0.02-0.02m/m, dan sifatnya sangat keras Hv 1000 ~1200, dan sangat rapuh. Laju dekomposisi NH3 bervariasi tergantung pada laju alir dan suhu.
Semakin besar laju alir, semakin rendah laju dekomposisi, semakin kecil laju alir, semakin tinggi laju dekomposisi, dan semakin tinggi suhu, semakin tinggi laju dekomposisi. Semakin rendah suhu, semakin rendah tingkat dekomposisi. Gas NH3 mengalami dekomposisi termal pada 570 derajat sebagai berikut:
NH3 →〔N〕Fe ditambah 3/2 H2
N yang terdekomposisi kemudian berdifusi ke permukaan baja untuk membentuk. Fasa Fe2-3N gas nitriding, kerugian umumnya adalah lapisan yang mengeras tipis dan waktu nitridasinya lama.
Nitriding gas memiliki efisiensi yang rendah karena dekomposisi NH3 untuk nitridasi, sehingga umumnya tetap untuk memilih baja yang cocok untuk nitridasi, seperti yang mengandung Al, Cr, Mo dan elemen nitridasi lainnya, jika tidak, nitridasi tidak akan mungkin dilakukan.
Umumnya, JIS dan SACM1 digunakan. JIS, SACM645, dan SKD61 yang baru juga disebut quenching dan tempering dengan perlakuan penguatan dan ketangguhan. Karena Al, Cr, Mo, dll adalah semua elemen yang meningkatkan suhu titik transformasi, suhu pendinginan lebih tinggi, dan suhu temper juga lebih tinggi daripada baja paduan struktural biasa. Kerapuhan temper terjadi selama pemanasan lama pada suhu nitridasi, sehingga perlakuan pendinginan dan temper diterapkan terlebih dahulu.
Nitriding gas NH3, karena permukaannya kasar, keras dan rapuh karena lama, tidak mudah digiling, dan lama tidak ekonomis. Ini digunakan untuk nitridasi tabung pengisi dan batang sekrup dari mesin cetak injeksi plastik.
Nitridasi cair
Perbedaan utama dari nitrocarburizing cair adalah bahwa ada fase Fe3Nε di lapisan nitrida, fase Fe4Nr ada tetapi tidak ada fase Fe2Nξ nitrida. Senyawa fase keras dan rapuh dalam proses nitriding, yang buruk dalam ketangguhan, dan nitrocarburizing cair Metode ini untuk menghilangkan karat, degrease, panaskan benda kerja dan letakkan di wadah nitridasi.
Wadah terbuat dari TF-1 sebagai garam utama, dan dipanaskan hingga 560-600 derajat selama beberapa menit hingga beberapa jam. , Kedalaman lapisan nitridasi ditentukan sesuai dengan ukuran beban eksternal pada benda kerja. Selama pemrosesan, tabung udara harus dimasukkan di bagian bawah wadah untuk menguraikan sejumlah agen nitridasi udara menjadi CN atau CNO, yang akan menembus dan berdifusi ke permukaan kerja, Sehingga senyawa terluar dari permukaan benda kerja adalah 8-9 persen berat N dan sejumlah kecil C dan lapisan difusi.
Atom nitrogen berdifusi ke dasar -Fe untuk membuat baja lebih tahan lelah. Selama masa nitriding, akibat dekomposisi dan konsumsi CNO, Oleh karena itu, perlu dilakukan pengujian terus menerus terhadap komposisi garam dalam 6-8 jam perlakuan untuk mengatur volume udara atau menambahkan garam baru.
Bahan yang digunakan untuk perawatan nitridasi lunak cair adalah logam besi. Kekerasan permukaan setelah nitriding lebih tinggi jika kekerasan permukaan mengandung Al, Cr, Mo, Ti, dan semakin banyak kandungan emas, semakin dangkal kedalaman nitridasi, seperti baja karbon Hv 350 -650, baja tahan karat Hv {{1} }, baja nitridasi Hv 800-1100.
Nitrokarburisasi cair cocok untuk suku cadang mobil yang tahan aus dan tahan lelah, mesin jahit, kamera, dll., seperti pemrosesan liner silinder, pemrosesan katup, pemrosesan tong piston, dan cetakan yang tidak dapat dideformasi. Negara-negara yang menggunakan nitrocarburizing cair antara lain negara-negara Eropa Barat, Amerika Serikat, Uni Soviet, dan Jepang.
nitridasi ion
Metode ini adalah dengan menempatkan benda kerja dalam tungku nitridasi, vakum tungku ke 10-2-10-3 Torr (㎜Hg) terlebih dahulu, kemudian masukkan gas N2 atau gas campuran N2 plus H2, dan sesuaikan tungku untuk mencapai {{4} } Torr, sambungkan badan tungku ke anoda, benda kerja ke katoda, dan berikan tegangan DC ratusan volt di antara kedua kutub.
Pada saat ini, gas N2 di tungku akan terang dibuang ke ion positif dan pindah ke permukaan kerja. Tegangan turun tajam, menyebabkan ion positif bergegas ke permukaan katoda dengan kecepatan tinggi, mengubah energi kinetik menjadi energi gas, sehingga suhu permukaan benda kerja dapat naik, karena dampak ion nitrogen, permukaan benda kerja disiram dengan Fe.CO dan elemen lain untuk bergabung dengan ion nitrogen. FeN, akibatnya, besi nitrida secara bertahap teradsorpsi pada benda kerja untuk menghasilkan nitridasi.
Ion nitriding pada dasarnya menggunakan nitrogen, tetapi jika gas hidrokarbon ditambahkan, dapat digunakan untuk ion soft nitriding, tetapi umumnya disebut ion nitrogen Perawatan kimia, konsentrasi nitrogen pada permukaan benda kerja dapat disesuaikan dengan mengubah rasio tekanan parsial dari campuran gas (N2 ditambah H2) diisi dalam tungku.
Ketika nitridasi ion murni, struktur fase tunggal r′ (Fe4N) pada permukaan kerja mengandung kandungan N Pada 5,7 hingga 6,1 persen berat, ketebalan lapisan berada dalam 10μm. Lapisan senyawa kuat dan tidak keropos, dan tidak mudah rontok. Karena besi nitrida secara konstan diserap oleh benda kerja dan berdifusi ke bagian dalam, struktur dari permukaan ke bagian dalam adalah FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N berubah secara berurutan, fase tunggal (Fe3N) mengandung 5.{{13 }},0 persen berat N, dan fase tunggal (Fe2N) mengandung 11,0-11,35 persen berat.
Ion nitriding pertama menghasilkan fase r dan kemudian menambahkan Dalam kasus hidrogen karbida, lapisan senyawa dan lapisan difusi yang berubah menjadi fase epsilon, peningkatan lapisan difusi berkontribusi banyak pada peningkatan kekuatan kelelahan.Erodibilitas terbaik dalam fase .
Tingkat perawatan ion nitridasi dapat dimulai dari 350 derajat. Waktu perawatan bisa beberapa menit atau bahkan lama mengingat bahan dan sifat mekanik yang terkait. Metode ini sama dengan perlakuan nitridasi sebelumnya menggunakan metode dekomposisi termal. Metodenya berbeda. Karena metode ini menggunakan energi ion tinggi, bahan-bahan seperti baja tahan karat, titanium, kobalt, dll., yang di masa lalu dianggap sulit untuk dirawat, juga dapat dengan mudah diolah dengan pengerasan permukaan yang sangat baik.
Apakah Anda memiliki pertanyaan khusus tentangLayanan Pemesinan? Hubungi Yogi!Teknisi penjualan kami akan bekerja dengan Anda dari awal hingga akhir untuk memastikan bahwa proyek Anda selesai sesuai kebutuhan Anda.
Juga,Yogieadalah produsen profesional untukPeralatan pertambangan, Peralatan mesin CNC, danBagian mesinselama lebih dari 20 tahun.
