Nitraus

Nitraus on kemiallis-termisen käsittelyn  teknologinen prosessi , jossa eri metallien tai metalliseosten pinta kyllästetään typellä erityisessä nitrausaineessa. Tuotteen typellä kyllästetty pintakerros sisältää liuenneita nitridejä ja saa lisää korroosionkestävyyttä ja korkeimman mikrokovuuden. Mikrokovuuden suhteen nitraus on toisella sijalla porauksen jälkeen, mutta ohittaa samalla hieman hiiletyksen ja nitrohiiletyksen .

Nitratut metallit ja lejeeringit

• Hiili- ja seosteräkset , rakenne- ja työkaluteräkset.
• Korkean kromipitoiset valuraudat , korkeakromipitoiset kulutusta kestävät seokset, kromi .
• Titaani ja titaaniseokset.
• Beryllium .
• Volframi .
• niobiumisseokset .
• Jauhemateriaalit.

Nitridoinnin nimittäminen

• Pinnan kovettuminen
• Ruostesuojaus
• Väsymysvoiman lisääminen
• Kitkan vähentäminen
• Parempi kulutuskestävyys

Käytetyt nitraustekniikat voivat vaihdella merkittävästi käyttötarkoituksesta riippuen.

Tyyppien päätyypit

Nitraus suolakylvyissä

Osien upottaminen ja altistaminen sulan suolan liuokseen lämpötilassa 530-650 celsiusastetta (ei vaikuta materiaalin rakenteelliseen muutokseen).

Tuloksena oleva pintarakenne sisältää:

• Kerroksen paksuus: 0,01-0,6 mm;
• Pinnan kovuus - 400-1200 HV
• Kitkakertoimen pienentäminen 1,5-5 kertaa;
• Kerroksen hauraus puuttuu;
• Lisääntynyt hankauskestävyys, mukaan lukien ruostumattomat teräkset;
• Väsymisvoiman lisääntyminen 1,5-2 kertaa;
• Pitkien osien vääntyminen ja talutushihnat ovat käytännössä poissa.
• Korroosionkestävyys voi olla 800 tuntia suolasuihkussa .

Verrattuna muihin teknologioihin (kaasu- ja plasmanitraus) suolakylvyissä tapahtuvassa nitrauksessa on pienempi nitridoidun kerroksen syvyys, mutta sillä on parempi korroosionkestävyys ja pinnan karheus. Tärkein etu on kyky saavuttaa nopeasti halutut ominaisuudet, mikä vähentää käsittelyaikaa ja kustannuksia.

Kaasun nitraus

Metallipinnan kyllästäminen suoritetaan lämpötiloissa 400 °C (joillekin teräksille) 1200 °C:een (austeniittiset teräkset ja tulenkestävät metallit). Kyllästysväliaine on dissosioitunut ammoniakki . Kerroksen rakenteen ja mekaanisten ominaisuuksien ohjaamiseksi terästen kaasunitridauksen aikana käytetään seuraavia:

• kaksi-, kolmivaiheiset kyllästymislämpötilatilat
• dissosioituneen ammoniakin laimennus:
  • ilmaa
  • harvemmin vetyä

Prosessin ohjausparametrit ovat:

• ammoniakin dissosiaatioaste
• ammoniakin kulutus
• lämpötila
• lisäprosessikaasujen kustannukset (tarvittaessa).

Katalyyttinen kaasunitridaus

Tämä on kaasunitraustekniikan viimeisin muunnos. Kyllästysväliaine on ammoniakki, joka dissosioituu 400-600 celsiusasteen lämpötilassa uunin työtilassa olevalla katalyytillä . Terästen katalyyttisen kaasunitridauksen aikana kerroksen rakenteen ja mekaanisten ominaisuuksien säätämiseen käytetään kyllästyspotentiaalin muutosta. Yleensä käytetään alhaisempia lämpötiloja kuin kaasunitridauksessa.

Ioniplasman nitridaus

Teknologia metallituotteiden kyllästämiseksi typpeä sisältävässä tyhjiössä (noin 0,01 atm ), jossa viritetään hehkuva sähköpurkaus . Anodi on lämmityskammion seinät ja katodi  on työkappale. Kerrosrakenteen ja kerroksen mekaanisten ominaisuuksien ohjaamiseen käytetään (prosessin eri vaiheissa):

• virrantiheyden muutos
• typen virtauksen muutos
• tyhjiön vaihto
• ultrapuhtaiden prosessikaasujen typen lisäaineet:
  • vety
  • argon
  • metaani

Nitraus elektrolyyttiliuoksista

Anodiefektin käyttö käsitellyn pinnan diffuusiokyllästykseen typellä monikomponenttielektrolyyttiliuoksissa , yksi pienten tuotteiden nopean sähkökemiallisen ja lämpökäsittelyn tyypeistä ( anodinen elektrolyyttilämmitys ) . Anodiosa kuumennetaan 450-1050 °C:n lämpötiloihin, kun jatkuva jännite on 150-300 V. Tällaisten lämpötilojen saavuttaminen varmistetaan jatkuvalla ja vakaalla höyry-kaasukuorella, joka erottaa anodin elektrolyytistä. Nitridoinnin varmistamiseksi elektrolyyttiin syötetään sähköä johtavan komponentin lisäksi luovuttavia aineita, yleensä nitraatteja .

Nitrauslaitteet

Kaasunitridaukseen käytetään pääasiassa akseli-, retortti- ja kammiouuneja. Ammoniakin valmistukseen käytetään dissosiaattoria ennen sen syöttämistä uuniin.

Katalyyttiseen kaasunitridaukseen käytetään pääasiassa akseli-, retortti- ja kammiouuneja, jotka on varustettu sisäänrakennetuilla katalyyteillä ja happiantureilla ilmakehän kyllästymiskyvyn määrittämiseksi.

Ioniplasman nitridointiprosessien suorittamiseksi käytetään erikoislaitteita, joissa tuotteet kuumennetaan katodisen pommituksen ja itse asiassa kyllästymisen vuoksi.

Elektrolyyttiliuoksista tapahtuvaan nitridaukseen käytetään sähkökemiallis-lämpökäsittelylaitteistoja.

Katso myös

• Metallien kemiallinen lämpökäsittely

Linkit

• Nitriding // Great Soviet Encyclopedia  : [30 osassa]  / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M .  : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Iso venäläinen Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4115399-6 J9U : 987007531394305171 LCCN : sh85092050 NKC : ph138104

Metallien lämpökäsittely
Yleiset käsitteet metallitiede Kristallisolu vaihekaavio Rauta-hiiliseosten tilakaavio
Ydinprosessit	Hehkutus kovettuminen Volumetrinen pinnan karkaisu värillinen paperi Loma korkea , matala Normalisointi Metallien kryogeeninen käsittely keinotekoinen ikääntyminen Parantaminen Paluu (metallurgia) Sorbitointi kovettuminen
Liittyvät prosessit	Nitraus Tylsää Kadmiumpinnoitus karbonitaatio Polygonisaatio Silikonointi Kromipinnoitus Hiiletysterästä
Metallien tavoiteominaisuudet	kulutuskestävyys Kovuus Muovi Muodonmuuttuvuus hauraus Tiheys