تعتمد تقنيات النيتروجين على تغيير بنية سطح المنتج المعدني. هذه المجموعة من العمليات مطلوبة لمنح الكائن المستهدف خصائص وقائية. ومع ذلك ، ليست الصفات المادية فقط هي التي تزيد من نيترة الفولاذ في المنزل ، حيث لا توجد فرص لمزيد من الإجراءات الجذرية لمنح قطعة العمل خصائص محسنة.
معلومات عامة عن تقنية النيترة
يتم تحديد الحاجة إلى النيترة من خلال الحفاظ على الخصائص التي تسمح بمنح منتجات ذات خصائص عالية الجودة. يتم تنفيذ الحصة الرئيسية لتقنيات النيترة وفقًا لمتطلبات المعالجة الحرارية للأجزاء. على وجه الخصوص ، تنتشر تقنية الطحن على نطاق واسع ، وبفضل ذلك يمكن للمتخصصين ضبط معايير المعدن بدقة أكبر. بالإضافة إلى ذلك ، يُسمح بحماية المناطق غير الخاضعة للنترة. في هذه الحالة ، يمكن استخدام الطلاء بطبقات رقيقة من القصدير باستخدام تقنية كلفانية. مقارنة بالطرق الأعمق للتحسين الهيكلي لخصائص المعدن ، فإن النيترة هي تشبع الطبقة السطحية من الفولاذ ، مما يؤثر على الهيكل بدرجة أقل.الفراغات. بمعنى أن الصفات الرئيسية للعناصر المعدنية المتعلقة بالخصائص الداخلية لا تؤخذ في الاعتبار في التحسينات النيتريدية.
أنواع مختلفة من طرق النيترة
قد تختلف أساليب النيتريد. عادة ، يتم تمييز طريقتين رئيسيتين اعتمادًا على ظروف نيترة المعدن. يمكن أن تكون هذه طرقًا لتحسين مقاومة التآكل السطحي والصلابة ، فضلاً عن تحسين مقاومة التآكل. يختلف المتغير الأول في أن الهيكل يتغير على خلفية درجة حرارة تبلغ حوالي 500 درجة مئوية. عادة ما يتحقق الحد من النيتروجين أثناء المعالجة الأيونية ، عندما يتم تحقيق إثارة تفريغ الوهج عن طريق الأنودات والكاثودات. في الخيار الثاني ، يتم نيتريد سبائك الصلب. يوفر هذا النوع من التكنولوجيا المعالجة الحرارية عند درجة حرارة 600-700 درجة مئوية مع مدة معالجة تصل إلى 10 ساعات. في مثل هذه الحالات ، يمكن دمج المعالجة مع الإجراء الميكانيكي والتشطيب الحراري للمواد ، وفقًا للمتطلبات الدقيقة للنتيجة.
التأثير على أيونات البلازما
هذه طريقة لتشبع المعادن في فراغ يحتوي على النيتروجين ، حيث يتم تحفيز شحنات التوهج الكهربائي. يمكن أن تكون جدران غرفة التسخين بمثابة أنودات ، بينما تعمل قطع العمل المعالجة مباشرة ككاثود. من أجل تبسيط التحكم في الهيكل ذي الطبقات ، يُسمح بتصحيح العملية التكنولوجية. على سبيل المثال ، خصائص كثافة التيار ، ودرجة الفراغ ، ومعدل تدفق النيتروجين ، ومستويات إضافة الشبكةغاز المعالجة ، إلخ. في بعض التعديلات ، توفر نيترة الفولاذ في البلازما أيضًا توصيل الأرجون والميثان والهيدروجين. يسمح لك هذا جزئيًا بتحسين الخصائص الخارجية للصلب ، لكن التغييرات التقنية لا تزال تختلف عن السبائك الكاملة. يتمثل الاختلاف الرئيسي في أن التغييرات الهيكلية العميقة والتصحيحات لا تتم فقط على الطلاءات الخارجية والأغلفة للمنتج. قد تؤثر المعالجة الأيونية على التشوه الكلي للهيكل.
نيترة الغاز
يتم تنفيذ طريقة تشبع المنتجات المعدنية عند مستوى درجة حرارة حوالي 400 درجة مئوية. لكن هناك أيضًا استثناءات. على سبيل المثال ، يوفر الفولاذ المقاوم للصهر والأوستنيتي مستوى أعلى من التسخين - يصل إلى 1200 درجة مئوية. تعمل الأمونيا المنفصلة كوسيط تشبع رئيسي. يمكن التحكم في معلمات التشوه الهيكلي من خلال إجراء نيترة الغاز ، والذي يتضمن تنسيقات معالجة مختلفة. الأنماط الأكثر شيوعًا هي تنسيقات ثنائية وثلاثية المراحل ، بالإضافة إلى مزيج من الأمونيا المنفصلة. تعد الأساليب التي تتضمن استخدام الهواء والهيدروجين أقل شيوعًا. من بين معلمات التحكم التي تحدد نيترة الفولاذ من خلال خصائص الجودة ، يمكن للمرء تحديد مستوى استهلاك الأمونيا ودرجة الحرارة ودرجة التفكك واستهلاك غازات العملية الإضافية وما إلى ذلك.
العلاج بالمحلول المنحل بالكهرباء
عادة ما تستخدم تكنولوجيا التطبيقتسخين الأنود. في الواقع ، هذا نوع من المعالجة الكهروكيميائية الحرارية عالية السرعة للمواد الفولاذية. تعتمد هذه الطريقة على مبدأ استخدام شحنة كهربائية نبضية تمر على طول سطح قطعة عمل موضوعة في وسط إلكتروليت. نظرًا للتأثير المشترك لشحنات الكهرباء على سطح المعدن والبيئة الكيميائية ، يتم أيضًا تحقيق تأثير التلميع. بمثل هذه المعالجة ، يمكن اعتبار الجزء المستهدف بمثابة أنود مزود بجهد إيجابي من تيار كهربائي. في الوقت نفسه ، يجب ألا يقل حجم الكاثود عن حجم الأنود. من الضروري هنا ملاحظة بعض الخصائص التي وفقًا لها تتلاقى نيترة أيون الفولاذ مع الإلكتروليتات. على وجه الخصوص ، يلاحظ الخبراء مجموعة متنوعة من الأساليب لتشكيل العمليات الكهربائية باستخدام الأنودات ، والتي تعتمد ، من بين أمور أخرى ، على مخاليط الإلكتروليت المتصلة. هذا يجعل من الممكن تنظيم الصفات الفنية والتشغيلية للفراغات المعدنية بدقة أكبر.
نيتريدينغ الكاثوليكية
مساحة العمل في هذه الحالة مكونة من الأمونيا المنفصلة بدعم من نظام درجة حرارة حوالي 200-400 درجة مئوية. اعتمادًا على الصفات الأولية لقطعة العمل المعدنية ، يتم تحديد وضع التشبع الأمثل ، وهو ما يكفي لتصحيح قطعة العمل. ينطبق هذا أيضًا على التغيرات في الضغط الجزئي للأمونيا والهيدروجين. يتم تحقيق المستوى المطلوب من تفكك الأمونيا من خلال التحكم في ضغط وأحجام إمدادات الغاز. في الوقت نفسه ، على عكس الطرق الكلاسيكية للغازالتشبع ، النيترة الكاثوليكية للصلب توفر أساليب معالجة أكثر لطفًا. عادة ، يتم تنفيذ هذه التقنية في بيئة هواء تحتوي على النيتروجين بشحنة كهربائية متوهجة. يتم تنفيذ وظيفة الأنود بواسطة جدران غرفة التسخين ، ويتم تنفيذ وظيفة الكاثود بواسطة المنتج.
عملية تشوه الهيكل
عمليًا ، تعتمد جميع طرق تشبع أسطح الفراغات المعدنية على اتصال تأثيرات درجة الحرارة. شيء آخر هو أن الطرق الكهربائية والغازية لتصحيح الخصائص يمكن استخدامها بشكل إضافي ، وليس فقط تغيير الهيكل الخارجي ، ولكن أيضًا الهيكل الخارجي للمادة. بشكل أساسي ، يسعى التقنيون إلى تحسين خصائص قوة الكائن المستهدف والحماية من التأثيرات الخارجية. على سبيل المثال ، تعتبر مقاومة التآكل أحد الأهداف الرئيسية للتشبع ، حيث يتم تنفيذ نيترة الفولاذ. هيكل المعدن بعد المعالجة بالشوارد والوسائط الغازية يتمتع بالعزل الذي يمكنه تحمل الضرر الميكانيكي الطبيعي. يتم تحديد المعلمات المحددة لتغيير الهيكل من خلال شروط الاستخدام المستقبلي لقطعة العمل.
النيترة على خلفية التقنيات البديلة
جنبًا إلى جنب مع تقنية النيترة ، يمكن تغيير الهيكل الخارجي للفراغات المعدنية عن طريق تقنيات السيانيد والكربنة. أما بالنسبة للتكنولوجيا الأولى ، فهي تشبه صناعة السبائك الكلاسيكية. الفرق في هذه العملية هو إضافة الكربون إلى المخاليط النشطة. لها ميزات مهمة وتدعيم. هي ايضايسمح باستخدام الكربون ، ولكن في درجات حرارة مرتفعة - حوالي 950 درجة مئوية. الغرض الرئيسي من هذا التشبع هو تحقيق صلابة تشغيلية عالية. في الوقت نفسه ، يتشابه كل من الكربنة والنترة في أن الهيكل الداخلي يمكن أن يحافظ على درجة معينة من المتانة. من الناحية العملية ، يتم استخدام هذه المعالجة في الصناعات التي يجب أن تتحمل فيها قطع العمل الاحتكاك المتزايد ، والتعب الميكانيكي ، ومقاومة التآكل والصفات الأخرى التي تضمن متانة المادة.
فوائد النيترة
تشمل المزايا الرئيسية للتكنولوجيا مجموعة متنوعة من أوضاع تشبع قطعة العمل وتعدد استخدامات التطبيق. المعالجة السطحية بعمق حوالي 0.2-0.8 مم تجعل من الممكن أيضًا الحفاظ على الهيكل الأساسي للجزء المعدني. ومع ذلك ، يعتمد الكثير على تنظيم العملية التي يتم فيها إجراء نترة الفولاذ والسبائك الأخرى. لذلك ، بالمقارنة مع صناعة السبائك ، فإن استخدام المعالجة بالنيتروجين أقل تكلفة ويمكن إجراؤه حتى في المنزل.
عيوب النيترة
تركز الطريقة على التنقية الخارجية للأسطح المعدنية ، مما يتسبب في وجود قيود من حيث مؤشرات الحماية. على عكس معالجة الكربون ، على سبيل المثال ، لا يمكن للنترة تصحيح الهيكل الداخلي لقطعة العمل لتخفيف الضغط. عيب آخر هو خطر التأثير السلبي حتى على خصائص الحماية الخارجية لمثل هذا المنتج. من ناحية أخرى ، يمكن لعملية نيترة الفولاذ أن تحسن مقاومة التآكل والحماية من الرطوبة ، ولكن من ناحية أخرى ، ستقلل أيضًا من كثافة الهيكل ، وبالتالي تؤثر على خصائص القوة.
الخلاصة
تتضمن تقنيات معالجة المعادن مجموعة واسعة من طرق العمل الميكانيكي والكيميائي. بعضها نموذجي ويتم حسابه من أجل منح الفراغات المعيارية بأساليب تقنية وفيزيائية محددة. يركز البعض الآخر على صقل متخصص. تشتمل المجموعة الثانية على نيترة الفولاذ ، مما يسمح بإمكانية صقل السطح الخارجي للجزء تقريبًا. تتيح طريقة التعديل هذه تشكيل حاجز في وقت واحد ضد التأثير السلبي الخارجي ، ولكن في نفس الوقت عدم تغيير أساس المادة. في الممارسة العملية ، تخضع الأجزاء والهياكل المستخدمة في البناء والهندسة الميكانيكية وصنع الأدوات لمثل هذه العمليات. هذا ينطبق بشكل خاص على المواد التي تعرضت في البداية لأحمال عالية. ومع ذلك ، هناك أيضًا مؤشرات قوة لا يمكن تحقيقها من خلال النيترة. في مثل هذه الحالات ، يتم استخدام السبائك مع المعالجة العميقة كاملة الشكل لهيكل المواد. لكن لها أيضا عيوبها في صورة شوائب فنية ضارة.
