Nitridering og metallurgisk adfærd
Gasnitridering er en form for varmebehandling af stål, hvor man bruger varme til at sprede nitrogenholdig gas på overfladen af metallet med henblik på at hærde det. Nitridhærdningsprocessen integreres i hovedmaterialet, hvorved den del af metallet, der ligger under overfladelaget, forbliver blød.
Ammoniak er den mest almindeligt anvendte gas, og den skilles i kvælstof og brint, når den kommer i kontakt med metallet. Kun nitrogenet diffunderer til overfladen for at danne nitridlaget. Afkølingsmetoder (såsom olieafkøling) er ikke påkrævet, og metallets kerneegenskaber påvirkes ikke.
Gas vs. flydende nitridering
Gasnitridering spreder gas til metallet via varme i en ovn eller en lukket atmosfære. Ved flydende nitridering anvendes en cyanidsaltblanding i et bad.
Varmebehovet for flydende er lavere end for gasteknikken, og den hærdede forbindelse på komponentens overflade er tykkere.
Driften er enkel, og behandlingstiden er hurtigere end ved den gasbaserede metode, men de salte, der bliver tilbage, er meget giftige. Den gasbaserede proces har nemmere metoder til bortskaffelse af nitreringsmidlet.
Nitridering vs. opkulning
Afkulning ligner gasnitridering, idet det er en varmebaseret proces, der giver en slidstærk, anti-gall overflade. I stedet for nitrogen er basen carbon i stedet for nitrogen. Afkøling og anløbning kan være nødvendigt for at minimere forvrængning, da der sker mikrostrukturændringer under hærdningsprocessen. Den case, der dannes under nitridhærdningsprocessen, er ikke så tyk som ved opkullende hærdning.
Fordele ved gasnitridning
- Laveste omkostninger sammenlignet med andre case-applikationer. Processen kører med et minimum af påkrævet overvågning, komponenterne efter processen er dimensionsstabile, og der er meget lidt, hvis nogen behandling er nødvendig i eftervarmebehandlingen.
- Nul eller minimal forvrængning opleves på dele, hvilket muliggør præcis dimensionskontrol
- Høj volumenkapacitet. Ovnstørrelsen er den primære begrænsende faktor.
- Slid- og korrosionsbestandig.
– Øget udmattelsesstyrke - Gasflowhastigheden kan styres præcist, og dele kan maskeres, hvilket forhindrer hærdning i nogle områder. Dette giver mulighed for bearbejdning efter påføring,
- Rene dele fremstilles uden de rester, der følger med saltbade, opkullende og
- andre processer.
Bedste anvendelsesformål
Der begyndte at blive udviklet nitrideringsprocesser i USA i begyndelsen af 1900-tallet, men der var kun ringe interesse for industriel anvendelse før efter Anden Verdenskrig. I anvendelser, der kræver forbedret udmattelsesstyrke og præcision, f.eks. i ekstruderingsskruer og præcisionsgear, er gasnitridering mest hensigtsmæssig.
Højbelastede maskinkomponenter og lavtlegerede ståltyper har også gavn af den holdbarhed, der opnås med denne proces. Værktøjer i lavkulstofstål kan korrodere hurtigere end forventet uden denne case-applikation. Autodele som krumtapaksler, ventildele og fjedre kan bevare et niveau af formbarhed, der forhindrer revner under ekstreme forhold.
På grund af den forbedrede korrosionsbestandighed og anti-galling-egenskaber er det en primær proces, der anvendes i flykomponenter, fra stempler, stænger og afstandsstykker til akselpinde, møtrikker og bolte.
Nitridhærdningsproces
Nitridhærdningsprocessen anvendes på hovedkomponenterne i entreprenørmaskiner på grund af de glidende egenskaber, som den giver, og som forhindrer skrammer og buler. Forfining af processen ved at forstå den involverede kinetik har resulteret i at opnå et tykkere hærdet lag og udforske en bredere vifte af anvendelsesmuligheder.
Specialty Steel Treating er ekspert i varmebehandling af stål. Vi har over 60 års erfaring med servicering af flere industrier. Kontakt os for et tilbud i dag.