Nitrideerimistehnoloogiad põhinevad metalltoote pinnastruktuuri muutmisel. See toimingute komplekt on vajalik sihtobjektile kaitsvate omaduste andmiseks. Kuid mitte ainult füüsilised omadused suurendavad terase nitridimist kodus, kus puuduvad võimalused radikaalsemate meetmete võtmiseks, et toorikule paremaid omadusi anda.
Üldine teave nitridimistehnoloogia kohta
Nitridimise vajaduse määrab selliste omaduste säilitamine, mis võimaldavad anda toodetele kõrge kvaliteediga omadused. Põhiosa nitriiditehnikaid teostatakse osade termilise töötlemise nõuete kohaselt. Eelkõige on lai alt levinud lihvimistehnoloogia, tänu millele saavad spetsialistid metalli parameetreid täpsem alt reguleerida. Lisaks on lubatud kaitsta alasid, mis ei allu nitrideerimisele. Sel juhul võib kasutada galvaanilise tehnika abil õhukeste tinakihtidega katmist. Võrreldes metalli omaduste struktuurilise parandamise sügavamate meetoditega, on nitridimine terase pinnakihi küllastumine, mis mõjutab struktuuri vähemal määral.toorikud. See tähendab, et nitreeritud täiustustes ei võeta arvesse metallelementide sisemiste omadustega seotud peamisi omadusi.
Nitridimismeetodite valik
Nitrideerimismeetodid võivad erineda. Tavaliselt eristatakse kahte peamist meetodit sõltuv alt metallide nitridimise tingimustest. Need võivad olla meetodid pinna kulumiskindluse ja kõvaduse parandamiseks, samuti korrosioonikindluse parandamiseks. Esimene variant erineb selle poolest, et struktuuri muudetakse umbes 500 °C temperatuuri taustal. Nitriidimise vähendamine saavutatakse tavaliselt ioontöötluse käigus, kui hõõglambi ergastamist teostatakse anoodide ja katoodide abil. Teises variandis on legeeritud teras nitriditud. Seda tüüpi tehnoloogia näeb ette kuumtöötluse 600-700 °C juures protsessi kestusega kuni 10 tundi. Sellistel juhtudel võib töötlemist kombineerida mehaanilise toime ja materjalide termilise viimistlemisega, vastav alt tulemusele esitatavatele täpsetele nõuetele.
Mõju plasmaioonidega
See on meetod metallide küllastamiseks lämmastikku sisaldavas vaakumis, milles ergastatakse elektrilisi hõõglaenguid. Kuumutuskambri seinad võivad toimida anoodidena, samal ajal kui otse töödeldud toorikud toimivad katoodina. Kihilise struktuuri juhtimise lihtsustamiseks on lubatud tehnoloogilise protsessi korrigeerimine. Näiteks voolutiheduse karakteristikud, vaakumi aste, lämmastiku voolukiirus, neto lisamise tasemedprotsessigaas jne. Mõnes modifikatsioonis võimaldab terase plasmanitrideerimine ka argooni, metaani ja vesiniku ühendamist. Osaliselt võimaldab see optimeerida terase väliseid omadusi, kuid tehnilised muudatused erinevad siiski täieõiguslikust legeerimisest. Peamine erinevus seisneb selles, et sügavaid struktuurseid muudatusi ja parandusi ei tehta mitte ainult toote välimistel katetel ja kestadel. Ioontöötlus võib mõjutada struktuuri üldist deformatsiooni.
Gaasinitreerimine
See metalltoodete küllastamise meetod viiakse läbi temperatuuril umbes 400 °C. Kuid on ka erandeid. Näiteks tulekindlad ja austeniitsed terased tagavad kõrgema kuumutamise taseme - kuni 1200 ° C. Dissotsieerunud ammoniaak toimib peamise küllastuskeskkonnana. Struktuurideformatsiooni parameetreid saab kontrollida gaasinitriidi protseduuriga, mis hõlmab erinevaid töötlemisvorme. Kõige populaarsemad režiimid on kahe- ja kolmeastmelised vormingud, samuti dissotsieerunud ammoniaagi kombinatsioon. Režiime, mis hõlmavad õhu ja vesiniku kasutamist, kasutatakse harvemini. Kontrollparameetrite hulgast, mis määravad terase nitridimise kvaliteediomaduste järgi, võib välja tuua ammoniaagi tarbimise taseme, temperatuuri, dissotsiatsiooniastme, protsessi abigaaside tarbimise jne.
Elektrolüütide lahustega töötlemine
Tavaliselt kasutatav rakendustehnoloogiaanoodküte. Tegelikult on see terasmaterjalide elektrokeemilis-termiline kiire töötlemine. See meetod põhineb impulss-elektrilaengu kasutamise põhimõttel, mis läbib elektrolüüdikeskkonda asetatud tooriku pinda. Elektrilaengute koosmõjul metalli pinnale ja keemilisele keskkonnale saavutatakse ka poleeriv efekt. Sellise töötlemise korral võib sihtosa pidada anoodiks, millel on elektrivoolust positiivne potentsiaal. Samal ajal ei tohiks katoodi maht olla väiksem kui anoodi maht. Siin on vaja märkida mõningaid omadusi, mille järgi teraste ioonnitridimine koondub elektrolüütidega. Eelkõige märgivad eksperdid mitmesuguseid anoodidega elektriprotsesside moodustamise režiime, mis muu hulgas sõltuvad ühendatud elektrolüütide segudest. See võimaldab täpsem alt reguleerida metalltoorikute tehnilisi ja tööomadusi.
Katoliku nitreerimine
Tööruumi moodustab sel juhul dissotsieerunud ammoniaak, mille temperatuurirežiim on umbes 200–400 °C. Sõltuv alt metallist tooriku algsetest omadustest valitakse optimaalne küllastusrežiim, millest piisab tooriku korrigeerimiseks. See kehtib ka ammoniaagi ja vesiniku osarõhu muutuste kohta. Nõutav ammoniaagi dissotsiatsiooni tase saavutatakse gaasivarustuse rõhu ja mahtude reguleerimisega. Samal ajal, erinev alt klassikalistest gaasimeetoditestküllastus, katoliiklik terase nitrideerimine tagab õrnemad töötlemisviisid. Tavaliselt rakendatakse seda tehnoloogiat lämmastikku sisaldavas õhukeskkonnas, kus on hõõguv elektrilaeng. Anoodi funktsiooni täidavad küttekambri seinad ja katoodi funktsiooni teostab toode.
Struktuuri deformatsiooniprotsess
Praktiliselt kõik metalltoorikute pindade küllastusmeetodid põhinevad temperatuurimõjude ühendamisel. Teine asi on see, et omaduste korrigeerimiseks saab lisaks kasutada elektri- ja gaasimeetodeid, muutes mitte ainult materjali välist, vaid ka välist struktuuri. Peamiselt püüavad tehnoloogid parandada sihtobjekti tugevusomadusi ja kaitset välismõjude eest. Näiteks korrosioonikindlus on üks peamisi küllastumise eesmärke, mille käigus teras nitriditakse. Metalli struktuur pärast töötlemist elektrolüütide ja gaasilise keskkonnaga on varustatud isolatsiooniga, mis talub looduslikke mehaanilisi kahjustusi. Konkreetsed parameetrid struktuuri muutmiseks määratakse tooriku edasise kasutamise tingimustega.
Nitrideerimine alternatiivsete tehnoloogiate taustal
Lisaks nitridimistehnikale saab tsüaniidi- ja karburiseerimistehnoloogiate abil muuta metallist toorikute välisstruktuuri. Mis puutub esimesse tehnoloogiasse, siis see meenutab pigem klassikalist legeerimist. Selle protsessi erinevus seisneb süsiniku lisamises aktiivsetele segudele. Sellel on olulised omadused ja tsementeerimine. Tema Samutivõimaldab kasutada süsinikku, kuid kõrgendatud temperatuuril - umbes 950 ° C. Sellise küllastuse peamine eesmärk on saavutada kõrge töötugevus. Samal ajal on terase karburiseerimine ja nitridimine sarnased selle poolest, et sisemine struktuur suudab säilitada teatud sitkuse. Praktikas kasutatakse sellist töötlemist tööstusharudes, kus toorikud peavad taluma suurenenud hõõrdumist, mehaanilist väsimust, kulumiskindlust ja muid omadusi, mis tagavad materjali vastupidavuse.
Nitrideerimise eelised
Tehnoloogia peamiste eeliste hulka kuuluvad mitmesugused tooriku küllastusrežiimid ja kasutuse mitmekülgsus. Pinnatöötlus umbes 0,2-0,8 mm sügavusega võimaldab säilitada ka metallosa põhistruktuuri. Kuid palju sõltub terase ja muude sulamite nitridimise protsessi korraldusest. Seega on lämmastikuga töötlemine võrreldes legeerimisega odavam ja seda saab teha isegi kodus.
Nitrideerimise puudused
Meetod on keskendunud metallpindade välisele viimistlemisele, mis põhjustab kaitsenäitajate osas piiranguid. Erinev alt näiteks süsinikuga töötlemisest ei saa nitreerimine stressi leevendamiseks korrigeerida töödeldava detaili sisemist struktuuri. Teine puudus on oht, et see mõjutab negatiivselt isegi sellise toote väliseid kaitseomadusi. Ühelt poolt võib terase nitridimisprotsess parandada korrosioonikindlust janiiskuskaitse, kuid teisest küljest vähendab see ka konstruktsiooni tihedust ja mõjutab vastav alt tugevusomadusi.
Järeldus
Metallitöötlemistehnoloogiad hõlmavad mitmesuguseid mehaanilise ja keemilise toime meetodeid. Mõned neist on tüüpilised ja on arvutatud toorikute standardiseeritud varustamise jaoks spetsiifiliste tehniliste ja füüsiliste meetoditega. Teised keskenduvad spetsiaalsele viimistlemisele. Teine rühm hõlmab terase nitridimist, mis võimaldab detaili välispinda peaaegu punktiga viimistleda. See modifitseerimismeetod võimaldab üheaegselt moodustada barjääri välise negatiivse mõju eest, kuid samal ajal mitte muuta materjali alust. Praktikas tehakse selliseid toiminguid ehituses, masinaehituses ja instrumentide valmistamisel kasutatavate osade ja konstruktsioonidega. See kehtib eriti materjalide kohta, mis on algselt suure koormuse all. Siiski on ka tugevusnäitajaid, mida nitreerimisega ei saavutata. Sellistel juhtudel kasutatakse legeerimist koos materjali struktuuri sügava täisformaadilise töötlemisega. Kuid sellel on ka oma puudused kahjulike tehniliste lisandite näol.
