Piese de nitriliere ionice. Ion-plasmă Nitriding IPA Paste de protecție din nitrilarea ion-plasmei

Cu compoziția și modul selectat corespunzător de aplicare a acoperirilor rezistente la uzură, indicatorii operaționali ai sculei de tăiere pot fi îmbunătățite semnificativ. Datorită invarialebilităților proprietăților de acoperire în același strat de pe interfața cu baza instrumentală, proprietățile fizico-hanice și termice se schimbă dramatic (în primul rând modulul de elasticitate și coeficientul de dilatare termică), ceea ce duce la formarea de stresuri reziduale ridicate și Reduceți rezistența conexiunii sale de aderență. Cu baza, care este cea mai importantă condiție pentru funcționarea cu succes a instrumentului de tăiere cu o acoperire.

Modificările specificate, precum și procesele termice în timpul tratamentului cu un instrument de acoperire necesită crearea între baze instrumentale și acoperirea stratului de tranziție intermediară, care mărește rezistența pantei de tăiere cu acoperirea, încărcăturile curente.

Cea mai obișnuită metodă de formare a unui astfel de strat este Nitriding Ion. În acest caz, stratul nitrat format înainte de aplicarea stratului de acoperire, în funcție de condițiile specifice de funcționare ale instrumentului, ar trebui să aibă o anumită structură, grosime și microhardie. În practică, o astfel de prelucrare este de obicei supusă unor unelte din oțeluri de mare viteză.

Figura 4. Diagrama schematică a instalării arcului de vid pentru prelucrarea uneltelor combinate, incluzând nitrusarea și acoperirea ionică: 1 - țintă; 2 - Anod; 3 - ecran; 4 - camera de vid; 5 - atomi neutri; 6 - ioni; 7 - electroni; 8 - Instrumente procesate

Pentru nitrilizarea ionică și pentru acoperirea ulterioară, este recomandabil să se utilizeze instalația pe baza unei descărcări cu arc în vid, în care este posibilă implementarea tuturor etapelor de întărire combinată pentru un ciclu tehnologic fără supraîncărcarea uneltelor prelucrate.

Principiul funcționării unei astfel de instalații este după cum urmează (Figura 4).

Ținta se evaporă cu spoturi catodice de arc de vid și este utilizat ca descărcare cu arc catod. Un ecran special situat între țintă și anod împarte camera în două zone umplute cu partajarea metalică (stânga a ecranului) și plasmă de gaz (dreapta). Acest ecran este impenetrabil pentru microcapel, atomi neutri și ioni metalici emise de petele catodice pe suprafața țintă. Numai electronii penetrează ecranul, Ionizuyu pe drumul către anodul furnizat gazului camerei și, în acest fel, formează o plasmă de gaz fără plasmă cu gaz.

Instrumentele scufundate în plasmă sunt încălzite de electroni atunci când potențialul pozitiv este prezentat pe ele și când se aplică potențialul negativ, se realizează azotul lor. La capătul nitristurii, ecranul se schimbă spre lateral și după ce particulele țintă metalic încep să intre pe suprafața instrumentului, se efectuează sinteza de acoperire.

Precipitarea acoperirilor este un proces foarte intensiv, însoțit de impactul fluxului plasmatic de înaltă energie, în special în timpul bombardamentului ionic. Ca urmare, caracteristicile stratului obținut în nitrogenarea ionului pot fi modificate semnificativ.

Prin urmare, la optimizarea procesului de procesare combinată a instrumentului de mare viteză, este necesar să se țină seama de factorii nu numai la procesul de azot, ci și la procesul ulterior de aplicare a unei acoperiri rezistente la uzură - în primul rând aplicarea stratului de acoperire Grosimea depinde direct de. Pe de o parte, creșterea sa afectează în mod favorabil creșterea rezistenței la uzură a locurilor de contact ale instrumentului și, pe de altă parte, duce la o creștere vizibilă a numărului de defecte din stratul de acoperire, o scădere a rezistenței la adeziune a stratului de acoperire cu materialul de scule și scăderea capacității de acoperire de a rezista la deformări elastoplastice.

Cele mai importante condiții pentru prelucrarea combinată sunt temperatura și durata procesului de azot, fracția volumetrică a azotului în amestecul de gaz cu argon, precum și timpul procesului ulterior de aplicare a unui strat rezistent la uzură. Alți factori ai acestui proces: presiunea de azot, tensiunea de referință, curentul ARC pe catod - afectează în principal caracteristicile stratului de acoperire și trebuie atribuite ca fiind aceeași ca în cazul depunerii acoperirilor tradiționale.

În funcție de tipul de instrument de tăiere și de condițiile pentru funcționarea sa ulterioară în procesarea combinată, modurile sale sunt de obicei variate în următoarele limite: o temperatură de nitare de 420 ... 510 ° C; Proporția atomică N2 într-un amestec de gaz cu argonul 10 ... 80%; Timp de nitririding 10 ... 70 min; Presiune amestecului de gaze ~ 9,75 · 10 -1 PA; Timp de acoperire 40 ... 80 min.

Practica de exploatare a instrumentelor de la oțelurile de mare viteză după întărirea combinată asupra diferitelor operațiuni de prelucrare arată că prezența unui strat de azot acoperit în care este prezentă o zonă de nitrură fragilă (? - și? "- faze), limitează semnificativ efectul Utilizarea prelucrării combinate.

O astfel de structură este formată în timpul nitrogenării într-o atmosferă de azot pur, utilizând o plasmă a unei descărcări cu arc de vid. Prezența unei zone de nitrite relativ groase (\u003e 0,5 μm) în timpul tăierii continue (ascuțire și găurire) nu oferă o creștere semnificativă a rezistenței sculei în comparație cu o unealtă având o acoperire tradițională și în timpul tăierii intermitente (frezare și dumping) duce la bucata de tăiere a marginilor deja în primele minute ale instrumentului.

Administrarea argonului în compoziția unei atmosfere conținând azot în timpul nitrogenării care precedă acoperirea, vă permite să controlați compoziția de fază a stratului formabil și, în funcție de condițiile de funcționare specifice ale sculei de tăiere și de scopul său oficial, să primească necesarul necesar structura.

Atunci când operează o sculă de tăiere rapidă cu prelucrare combinată în condiții de tăiere intermitentă, structura optimă a stratului de azot este vâscoasă și rezistentă la încărcături alternative O soluție solidă de azot în martensită, în care formarea unui număr minor de nitruri dispersate de aliere componentele sunt permise.

Structura specificată poate fi obținută în nitrogenare într-un mediu care conține ~ 30% N 2 și 70% AR.

În cazul funcționării instrumentului în condiții de tăiere continuă, cea mai mare performanță se caracterizează printr-un strat constând din azotate martensită și nitride speciale de elemente de aliere (W, MO, CR, V).

În plus, este permisă să aveți o cantitate foarte mică? -Faze. Această structură mărește rezistența stratului de suprafață a sculei la sarcini termice și poate fi formată în timpul nitrogenării într-un mediu care conține ~ 60% n 2 și 40% ah.

Acoperirea (Ti, AL) N, aplicată pe eșantioane, nitrate în amestecuri unice care conține,%, 60 N2 + 40 A și 30 N2 + 70 A, se caracterizează prin rezistență satisfăcătoare a conexiunii adezive. Pe eșantioane, nu observă o acoperire, nici o fisură exprată care au fost detectați pe eșantioane nitrate la 100% N2.

Crearea unui instrument de tăiere a unui complex rezistent la uzură, format din azot de ioni, urmat de aplicarea acoperirilor în plasmă a descărcării cu arc de vid, afectează semnificativ intensitatea și natura sculei purtând.

Figurile 5 și 6 prezintă colectogramele de uzură efectuate experimental de uzură a sculei de acoperire și cu tratament combinat cu ascuțirea longitudinală și frezarea capătului din oțel structural 45. Se poate observa că în comparație cu o acoperire cu un singur strat, nitriding în combinație cu o acoperire aproape nu schimba natura uzurii sculei, dar își reduce intensitatea.

Pentru condițiile de funcționare luate în considerare, există o eficiență scăzută a unui instrument de acoperire fără nitridă, atât în \u200b\u200bfrezare, cât și la ascuțire. Acest lucru se datorează faptului că condițiile de acoperire și fricțiune de pe suprafața din spate sunt foarte rapid distruse, iar condițiile de acoperire sunt din ce în ce mai aproape de cele caracteristice sculei fără acoperire. Și acest lucru înseamnă că cantitatea de căldură eliberată crește, temperatura apropiată de suprafața din spate crește, ca rezultat al proceselor iretracbili de sorifie încep în materialul instrumental, ceea ce duce la uzura catastrofică.

Studiile privind natura instrumentului care trebuie blocate cu nitrogenare și acoperire permit să se concluzioneze că principala contribuție la reducerea intensității uzurii instrumentului de mare viteză face așa-numitul "efect de margine" care este după cum urmează .

Deja în primele minute ale instrumentului, așa cum se poate observa din profilogramele suprafețelor sale de lucru (figurile 5 și 6), acoperirea este distrusă pe toată grosimea sa în zonele de lângă marginea de tăiere. Cu toate acestea, creșterea continuă a focării uzurii de-a lungul lungimii și adâncimii este constrânsă de marginile locașurilor de contact, care păstrează combinația rezistentă la uzură și un strat nitered.

În plus, stratul de azotate de suprafață cu duritate crescută în combinație cu rezistență ridicată la căldură este caracterizat printr-o rezistență mai mare la deformări microplastice și contribuie la frânarea proceselor de înmuiere la suprafața din spate.

Figura 5. Profilograme ale secțiunilor uzate de plăci de tăiere din oțel P6M5 la ascuțirea oțelului 45: A - P6M5 + (TI, A1) N; B - P6M5 + Nitriding + (Ti, A1) N; Moduri de procesare: V \u003d 82 m / min; S \u003d 0,2 mm / aproximativ; / \u003d 1,5 mm (fără lichid de răcire)

Figura 6. Profilograme ale secțiunilor uzate de plăci de tăiere din oțel P6M5 la frezarea de la capătul oțelului 45: A - P6M5 + (TI, AL) N; B - P6M5 + azot + (Ti, al) N; Moduri de procesare: V \u003d 89 m / min; S \u003d 0,15 mm / dinte; B \u003d 45 mm;

Experiența de producție arată că procesarea combinată, care asigură pre-nitriding și acoperire ulterioară, vă permite să măriți rezistența instrumentului de mare viteză pentru cel mai larg gamă de până la 5 și până la 3 ori comparativ cu scula, respectiv, fără întărire și cu o acoperire tradițională.

Figura 7 prezintă dependența modificărilor în uzura timpului H 3 \u003d F (t) a plăcilor de tăiere din oțel P6M5, care a trecut diferite tipuri de întărire a suprafeței, cu măcinarea și frezarea de capăt a oțelului 45. Se poate vedea Că rezistența la uzura catastrofică a sculei crește la 2, 6 ori și în timpul măcinării - 2,9 ori comparativ cu un instrument de acoperire, dar fără ni satar.

Figura 7. Dependența de uzură a suprafeței din spate a sculei din oțel P6M5 cu diferite variante de tratare a suprafeței la timpul de tăiere: - * - P6M5 + (TI, A1) N; - * - P6M5 + Nitriding + (Ti-Al) N; A - claritatea oțelului 45 la V \u003d 82 m / min; S \u003d 0,2 mm / aproximativ; / \u003d 1,5 mm; B - Frezarea oțelului 45: V \u003d 89 m / min; 5 \u003d 0,15 mm / dinte; B \u003d 45 mm; T \u003d 1,5 mm

Îmbunătățirea proprietăților metalice pot fi efectuate prin schimbarea compoziției sale chimice. Un exemplu este azotarea oțelului - o tehnologie relativ nouă de saturație a stratului de suprafață a azotului, care a început să fie utilizată pe o scară industrială în apropierea secolului în urmă. Tehnologia luată în considerare a fost propusă îmbunătățirea unora dintre produsele de calitate din oțel. Luați în considerare modul în care este saturată cu azot.

Asociația de asociere

Mulți compară procesul de cimentare și nitriding datorită faptului că ambele sunt destinate unei creșteri semnificative a calităților operaționale ale părții. Tehnologia aplicațiilor de azot are mai multe avantaje asupra cimentelor, printre care iau absența necesității de a crește temperatura piesei de prelucrat la valorile în care atașamentul de zăbrele atomice trece. De asemenea, se remarcă faptul că tehnologia aplicației de azot practic nu modifică dimensiunile liniare ale semnelor, datorită căreia poate fi utilizată după finisare. Pe multe linii de producție, nitriding-ul sunt supuse unor părți care au fost întărirea și măcinarea sunt aproape gata de eliberare, dar trebuie să îmbunătățiți anumite calități.

Scopul azotului este asociat cu o schimbare a principalelor calități operaționale în procesul de încălzire a părții în mediu, caracterizată printr-o concentrație ridicată de amoniac. Datorită acestui efect, stratul de suprafață este saturat cu azot, iar elementul achiziționează următoarele calități operaționale:

Rezistența la uzura la suprafață datorită creșterii indicelui de duritate crescută.
Îmbunătățește valoarea rezistenței și rezistenței la creșterea oboselii structurii metalice.
În multe industrii, utilizarea azotului este asociată cu necesitatea de a transmite rezistență anti-coroziune, care este menținută la contactul cu apa, aburul sau aerul cu umiditate ridicată.

Informațiile de mai sus definește faptul că rezultatele nitristurilor sunt mai mari decât cimentarea. Avantajele și dezavantajele procesului depind în mare măsură de tehnologia selectată. În majoritatea cazurilor, calitățile operaționale transmise rămân chiar și atunci când recoltarea este încălzită la o temperatură de 600 de grade Celsius, în caz de cimentare, stratul de suprafață pierde duritatea și rezistența după încălzire la 225 grade Celsius.

Tehnologia procesului de nitrare

În multe privințe, procesul de nitridă a oțelului depășește alte metode care implică schimbarea compoziției chimice a metalului. Tehnologia pieselor de nitririding din oțel are următoarele caracteristici:

În majoritatea cazurilor, procedura se desfășoară la o temperatură de aproximativ 600 de grade Celsius. Partea este plasată într-un cuptor ermetic de mușchi mural, care este plasat în cuptor.
Având în vedere regimurile de nitrare, trebuie luate în considerare temperatura și timpul de expunere. Pentru diferite oțeluri, acești indicatori vor diferi semnificativ. De asemenea, alegerea depinde de calitățile operaționale.
Containerul creat din metal se efectuează amoniac din cilindru. Temperatura ridicată duce la faptul că amoniacul începe să se descompună, datorită cărora moleculele de azot încep să iasă în evidență.
Moleculele de azot penetrează metalul datorită procesului de difuzie. Atacul acestei suprafețe, nitridele sunt formate în mod activ, care se caracterizează prin creșterea rezistenței la efectele mecanice.
Procedura de impact chimic-termic în acest caz nu oferă răcire ascuțită. De regulă, cuptorul pentru azot este răcit împreună cu fluxul de amoniac și partea, datorită căreia suprafața nu este oxidată. Prin urmare, tehnologia luată în considerare este potrivită pentru schimbarea proprietăților pieselor, care au trecut deja procesarea de finisare.

Procesul clasic de obținere a produsului dorit cu azot este furnizat de mai multe etape:

Tratamentul termic pregătitoare, care se află în stingere și vacanță. Datorită reconstrucției laticii atomice, structura devine mai vâscoasă, crește rezistența. Răcirea poate fi ținută în apă sau ulei, un alt mediu - totul depinde de cât de de înaltă calitate ar trebui să fie produsul.
Apoi, prelucrarea mecanică se efectuează pentru a da forțele și dimensiunile dorite.
În unele cazuri, este necesar să se protejeze anumite părți ale produsului. Protecția se efectuează prin aplicarea sticlei lichide sau a stratului de staniu cu o grosime de aproximativ 0,015 mm. Datorită acestui fapt, se formează o peliculă de protecție pe suprafață.
Oțelul de nitririding este efectuat conform uneia dintre cele mai potrivite tehnici.
Lucrările sunt efectuate la finisarea prelucrării, îndepărtarea stratului de protecție.

Stratul rezultat după nitriding, care este reprezentat de nitrură este de la 0,3 până la 0,6 mm, datorită căruia dispare necesitatea procedurii de comandă. După cum sa menționat anterior, nitrirul se efectuează relativ recent, dar procesul de transformare a stratului de suprafață al metalului în sine a fost aproape complet studiat, ceea ce a făcut posibilă creșterea semnificativă a eficienței tehnologiei utilizate.

Metalele și aliajele supuse azotării

Există anumite cerințe care sunt prezentate metalelor înainte de procedura examinată. De regulă, atenția concentrației de carbon este dată. Tipuri de oțeluri adecvate pentru nitriding, cele mai diferite, starea principală este o fracțiune de carbon de 0,3-0,5%. Cele mai bune rezultate sunt realizate prin aplicarea aliajelor aliate, deoarece impuritățile suplimentare contribuie la formarea de nitriți solizi suplimentari. Un exemplu de prelucrare a chimică metalică se numește saturație a stratului de suprafață a aliajelor, care în compoziție au impurități sub formă de aluminiu, crom și altele. Aliajele luate în considerare sunt numite nitralia.

Aplicarea azotului se efectuează la aplicarea următoarelor clase de oțel:

Dacă un impact mecanic semnificativ al funcționării va fi instalat pe partea, atunci marca este de 38x2. Acesta include aluminiu, care devine motivul reducerii rezistenței de deformare.
În sculele mașinii, cel mai frecvent a fost de 40x și 40hf.
În fabricarea arborilor, care sunt adesea supuse sarcinilor de îndoire folosind branduri de 38hmm și 30xh.
Dacă în fabricație, este necesar să se obțină o precizie ridicată a dimensiunilor liniare, de exemplu atunci când se creează părți de unități de combustibil, atunci marca de oțel este utilizată 30xmed1. Pentru a crește semnificativ puterea suprafeței și a durității sale, este pre-condusă de dopajul siliconului.

La alegerea celui mai potrivit marcă, principalul lucru este respectarea stării asociate cu procentul de carbon, precum și luarea în considerare a concentrației de impurități, care au, de asemenea, un impact semnificativ asupra proprietăților operaționale ale metalului.

Principalele tipuri de nitrimente

Mai multe tehnologii, conform căreia se efectuează azotul de oțel. De exemplu, prezentăm următoarea listă:

Mediu amoniac-propan. Nitridarea gazului astăzi a fost o distribuție foarte mare. În acest caz, amestecul este reprezentat de o combinație de amoniac și propan, care sunt luate într-un raport de 1 până la 1. După cum arată practica, azogenarea gazului atunci când aplicați un mediu similar necesită încălzirea la o temperatură de 570 de grade Celsius și extras 3 ore. Stratul de formare a nitrurilor este caracterizat printr-o grosime mică, dar, în același timp, rezistența la uzură și duritatea este mult mai mare decât atunci când se utilizează tehnologia clasică. Azogenarea pieselor din oțel în acest caz vă permite să măriți duritatea suprafeței metalice la 600-1100 HV.
Glowing-ul de descărcare - tehnică, care prevede, de asemenea, utilizarea mediului care conține azot. Caracteristica sa este de a conecta piese de azot la catod, muffle iese ca o taxa pozitiva. Prin conectarea catodului există o oportunitate de a accelera procesul de mai multe ori.
Mediul lichid se aplică puțin mai puțin adesea, dar și caracterizat de o eficiență ridicată. Un exemplu poate fi numit tehnologia care asigură utilizarea unui strat de cianură topită. Încălzirea se efectuează la o temperatură de 600 de grade, o perioadă de extras de la 30 de minute la 3 ore.

În industrie, mediul de gaze a fost cea mai mare distribuție datorită posibilității procesării simultan a unui lot mare.

Nitridarea gazului catalitic

Acest tip de procesare chimică implică crearea unei atmosfere speciale în aragaz. Amoniacul disociat este pre-tratat pe un element catalitic special, ceea ce crește semnificativ numărul de radicali ionizați. Caracteristicile tehnologiei sunt incluse în următoarele puncte:

Pre-pregătirea amoniacului face posibilă creșterea ponderii de difuzie a durității, care reduce proporția proceselor chimice reacționare în tranziția substanței active din mediul înconjurător din fier.
Acesta prevede utilizarea echipamentelor speciale care asigură condițiile cele mai favorabile pentru prelucrarea chimică.

Această metodă este aplicată timp de câteva decenii, vă permite să modificați proprietățile nu numai a metalelor, ci și aliaje de titan. Costurile ridicate ale instalării echipamentelor și a mediului de instruire determină aplicabilitatea tehnologiei pentru a obține părți responsabile care trebuie să aibă dimensiuni exacte și o rezistență la uzură sporită.

Proprietățile suprafețelor metalice de azot

Este destul de important pentru întrebarea despre care se realizează duritatea stratului de azot. Când se ia în considerare duritatea, tipul de oțel tratat:

Carbonul poate avea o duritate în perioada 200-250hv.
Aliaje aliate după nitridarea dobândește duritatea în limita de 600-800hv.
Nutrallouri, care au în compoziția de aluminiu, crom și alte metale, poate obține duritate până la 1200hv.

Alte proprietăți ale oțelului se schimbă. De exemplu, rezistența la coroziune a creșterii oțelului, datorită căreia poate fi utilizată într-un mediu agresiv. Procesul de introducere a azotului nu duce la apariția defectelor, deoarece încălzirea se efectuează la o temperatură care nu modifică grila atomică.

Nitriding, în timpul executării stratului de suprafață al produsului de oțel este saturat cu azot, a început să fie utilizat la scară industrială relativ recent. O astfel de metodă de prelucrare propusă pentru utilizarea de către academicianul N.P. Chizhevsky, face posibilă îmbunătățirea numeroaselor caracteristici ale produselor din aliaje de oțel.

Esența tehnologiei

Oțelul azotying, în comparație cu acesta cu o astfel de metodă populară de prelucrare a acestui metal, ca cimentare, se caracterizează printr-o serie de avantaje semnificative. De aceea, această tehnologie a devenit aplicată ca principală principală de a îmbunătăți caracteristicile de calitate ale oțelului.

Atunci când nitrirul, produsul oțelului nu este supus unei expuneri termice semnificative, în timp ce duritatea stratului său de suprafață crește semnificativ. Este important ca dimensiunile pieselor de azot să nu se schimbe. Acest lucru vă permite să aplicați o astfel de metodă de procesare pentru produsele din oțel care au trecut deja întărirea cu concediu ridicat și sunt măcinate la parametrii geometrici necesari. După efectuarea azotului sau a azotului, cât de des se numește acest proces, oțelul poate fi imediat supus la lustruire sau alte metode de finisare.

Azogenarea oțelului este aceea că metalul este supus căldurii într-un mediu caracterizat printr-un conținut ridicat de amoniac. Ca rezultat al unui astfel de tratament cu un strat de suprafață de metal, saturat cu azot, apar următoarele modificări.

Datorită faptului că duritatea stratului de suprafață a crescut, este îmbunătățită rezistența la uzură a părții.
Rezistența la oboseală a produsului crește.
Suprafața produsului devine rezistentă la coroziune. O astfel de stabilitate este conservată la oțel de contact cu apă, aer umed și un mediu constant.

Nitriding vă permite să obțineți indicatori mai stabili de performanță din oțel decât în \u200b\u200bimplementarea cimentării. Astfel, stratul de suprafață al produsului care a fost supus nitritrialului își păstrează duritatea chiar și atunci când este încălzit la o temperatură de 550-600 °, în timp ce după cimentarea durității stratului de suprafață poate începe să scadă deja în timpul încălzirii produsului de peste 225 .. Caracteristicile de rezistență ale stratului de suprafață a oțelului după nitridarea este de 1,5-2 ori mai mare decât după stingerea sau cimentarea.

Cum ia procesul de nitare

Părțile fabricate din metal sunt plasate într-o bobină închisă ermetic, care este apoi instalată în cuptorul de nitriliere. În cuptor, muffleul cu partea este încălzită la o temperatură, care este de obicei în intervalul de 500-600 ° și apoi rezistă la un moment dat cu un mod de temperatură.

Pentru a se forma în interiorul mufei, mediul de lucru necesar pentru curgerea azotului, amoniacul este alimentat sub presiune sub presiune. Încălzire, amoniacul începe să se descompună în elemente compozite, acest proces descrie următoarea formulă chimică:

2Nh 3 → 6h + 2N.

Azotul atomic, eliberat în cursul unei astfel de reacții, începe să difuzeze într-un metal din care se face partea care este procesată, ceea ce duce la formarea nitrurilor pe suprafața sa, caracterizată prin duritate ridicată. Pentru a asigura rezultatul și a nu da suprafața părții să oxideze, muffleul împreună cu produsul și amoniacul, care continuă să rămână în el, răcit încet împreună cu cuptorul pentru nitriding.

Stratul de nitrură, care este format pe suprafața metalică în timpul azotului, poate avea o grosime în intervalul de 0,3-0,6 mm. Acest lucru este suficient de suficient pentru a da produsul cu caracteristicile de rezistență necesare. Oțelul prelucrat din oțel nu poate fi supus unor metode suplimentare de procesare.

Procesele care apar în stratul de suprafață al produsului din oțel în timpul nitrogerii sale sunt destul de complexe, dar deja bine studiate de specialiștii industriei metalurgice. Ca urmare a unor astfel de procese în structura metalului procesabil, se formează următoarele faze:

fE 3 N soluție solidă caracterizată printr-un conținut de azot în intervalul de 8-11,2%;
o soluție solidă FE 4N, azot în care este cuprinsă 5,7-6,1%;
soluția de azot formată în glandă α.

Faza adidală adițională în structura metalică se formează atunci când temperatura de azot începe să depășească 591 °. În acel moment, când gradul de saturație a acestei faze cu azot atinge maximul său, se formează o nouă fază în structura metalică. Deteriorarea euthectoidă a structurii metalului are loc atunci când gradul de saturație a azotului atinge un nivel de 2,35%.

Motoarele cu combustie internă de înaltă tehnologie de înaltă tehnologie trece în mod necesar ținta de azot

Factorii care afectează azotul

Principalii factori care afectează azotul sunt:

temperatura la care se efectuează o astfel de operație tehnologică;
presiunea gazului furnizat la muffle;
durata detaliilor de expunere în cuptor.

Eficacitatea unui astfel de proces este, de asemenea, influențată de gradul de disociere a amoniacului, care, de regulă, este în intervalul de 15-45%. Cu o creștere a temperaturii de nitriliere, duritatea stratului formabil este redusă, dar este accelerată procesul de difuzie a azotului în structura metalică. Reducerea durității stratului de suprafață a metalului în timpul azotării sale apare datorită coagulării nitrurilor elementelor de dopaj incluse în compoziția sa.

Pentru a accelera procesul de azot și a crește eficiența, se utilizează o schemă în două etape a executării acestuia. Prima etapă a azotării utilizând o astfel de schemă se efectuează la o temperatură care nu depășește 525 °. Acest lucru vă permite să faceți o duritate ridicată la stratul de suprafață al produsului din oțel. Pentru a efectua a doua fază a procedurii, partea este încălzită la o temperatură de 600-620 °, în timp ce adâncimea stratului nitrat atinge valorile necesare, iar procesul însuși accelerează aproape de două ori. Duritatea stratului de suprafață a produsului de oțel, prelucrată de astfel de tehnologii, nu este mai mică decât parametrul similar al produselor care au fost procesate pe o tehnică cu o singură etapă.

Tipuri de oțeluri de azot

Prelucrarea pe tehnologia de azot poate fi supusă atât conțintului de carbon și de carbon în valoare de 0,3-0,5%. Efectul maxim Când se utilizează o astfel de operație tehnologică, este posibilă realizarea în cazul în care este supusă oțelului, în compoziția chimică din care elementele de aliere formează nitruri solide și rezistente la căldură. Aceste elemente, în special, includ molibden, aluminiu, crom și alte metale cu caracteristici similare. Oțelurile care conțin molibden nu sunt supuse unui astfel de fenomen negativ ca fragilitate de vânzare, care apare în timpul răcirii lentă a produsului din oțel. După oțelul de nitririding, diferite grade dobândesc următoarea duritate:

Elementele de aliere din compoziția chimică a oțelului măresc duritatea stratului de azot, dar în același timp diminuează grosimea sa. Cel mai activ pe grosimea stratului de azot este influențat de astfel de elemente chimice, cum ar fi tungsten, molibden, crom și nichel.

În funcție de aplicarea produsului care este expus la procedura de azot, precum și în condițiile operației sale, se recomandă utilizarea unor timbre de oțel pentru a efectua o astfel de operație tehnologică. Deci, în conformitate cu sarcina tehnologică, care trebuie rezolvată, experții consiliază să aplice produse din următoarele grade de oțel la azotate.

38x2myu.

Această oțel, care după nitrializarea se caracterizează printr-o duritate ridicată a suprafeței exterioare. Aluminiu conținut în compoziția chimică a unei astfel de oțel reduce rezistența de deformare a produsului, dar contribuie în același timp la creșterea durității și rezistenței la uzură a suprafeței sale exterioare. Excluderea aluminiului din compoziția chimică a oțelului vă permite să creați un produs de configurare mai complex de la acesta.

40x, 40hf.

Aceste oțel din aliaj sunt utilizate pentru fabricarea pieselor utilizate în câmpul de mașini-unelte.

30x3M, 38HMM, 38XNMF, 38KHN3MA

Aceste oțel servesc pentru a produce produse care sunt expuse la sarcini frecvente de îndoire ciclică în timpul funcționării sale.

30x3mf1.

Produsele sunt fabricate din acest aliaj de oțel, la exactitatea parametrilor geometrici din care sunt prezentate cerințele ridicate. Pentru a da o duritate mai mare la detaliile acestui oțel (acestea sunt detaliile predominant ale echipamentului de combustibil) în compoziția sa chimică poate adăuga siliciu.

Schema tehnologică Nitriding

Pentru a efectua nitriridarea tradițională a gazului, nitrirul plasmatic inovator sau nitrilizarea ionică, partea prelucrată este supusă unui număr de operații tehnologice.

Tratamentul termic pregătitoare

Această prelucrare este de a stinge produsul și vacanța ridicată. Întărirea în cadrul implementării unei astfel de proceduri se efectuează la o temperatură de aproximativ 940 ° și răcirea produsului prelucrat este produsă în ulei sau apă. Următoarea după efectuarea de întărire a vacanței care trece la o temperatură de 600-700 ° vă permite să obțineți duritatea tratată cu un metal, la care poate fi ușor tăiat.

Restaurare mecanică

Această operație se încheie cu o șlefuire care vă permite să aduceți parametrii geometrici ai părții la valorile necesare.

Protecția produselor care nu necesită nitridă

O astfel de protecție se efectuează prin aplicarea unui strat subțire (nu mai mult de 0,015 mm) staniu sau sticlă lichidă. Aceasta utilizează tehnologia de electroliză. Filmul din aceste materiale care formează pe suprafața produsului nu permite azotului să pătrundă în structura sa internă.

Efectuarea nitridingului

Produsul preparat este supus procesării într-un mediu de gaz.

Finalizați tratamentul

Această etapă este necesară pentru a aduce caracteristicile geometrice și mecanice ale produsului la valorile necesare.

Gradul de modificare a parametrilor geometrici ai piesei atunci când se efectuează nitriding, așa cum s-a menționat mai sus, este foarte nesemnificativ și depinde de astfel de factori ca și grosimea stratului de suprafață, care este supusă saturației azotului; Procedura de temperatură. Pentru a asigura lipsa aproape completă de deformare a piesei de prelucrat, permite o tehnologie mai avansată - Ion Nitriding. Atunci când efectuați nitrusing-ul de ioni, produsele din oțel sunt supuse unor efecte termice mai mici, astfel încât deformarea lor să fie minimizată.

Spre deosebire de azotul inovator de plasmă, tradiționalul poate fi efectuat la temperaturi care ajung la 700 °. Pentru a face acest lucru, poate fi utilizată o muftă sau mufă înlocuibilă, încorporată în cuptorul de încălzire. Utilizarea unei boble detașabile, care a procesat părțile sunt încărcate în avans, înainte de instalarea acestuia în cuptor, vă permite să accelerați în mod semnificativ procesul de nitrilizare, dar nu este întotdeauna o opțiune justificată din punct de vedere economic (în special în cazurile în care sunt produse de dimensiuni mari supus procesării.

Tipuri de lucrători

Pentru a efectua nitriding, pot fi utilizate diferite tipuri de suporturi de lucrători. Cele mai frecvente dintre ele este un mediu de gaze format din 50% din amoniac și 50% din propan sau amoniac și endogaz luate în aceleași proporții. Procesul de nitare într-un astfel de mediu se efectuează la o temperatură de 570 °. În același timp, produsul este expus unui mediu de gaz timp de 3 ore. Un strat de azot creat atunci când se utilizează un astfel de mediu de lucru are o grosime mică, dar rezistență ridicată și rezistență la uzură.

Recent, metoda de nitrogenare cu ioni-plasmă efectuată într-un mediu descărcat cu azot a fost recent obținut.

Ion-plasmă Nitriding - Vezi "din interior"

O caracteristică distinctivă a nitritrialului ionic-plasmatică, care este de asemenea menționată ca o descărcare continuă, este aceea că partea prelucrată și mufflele sunt conectate la sursa curentului electric, în timp ce produsul acționează ca un electrod încărcat negativ, și muffle este ca o percepție pozitivă. Ca rezultat, fluxul de ioni se formează între partea și mufflul, constând din N2 sau NH3, în detrimentul căruia are loc încălzirea suprafeței tratate și saturația sa cu cantitatea necesară de azot.

În plus față de nitrirul tradițional și plasmei de ioni, procesul de saturație a suprafeței oțelului prin azot poate fi efectuat într-un mediu lichid. Ca mediu de lucru, care are o temperatură de încălzire de aproximativ 570 °, în astfel de cazuri se utilizează topirea sărurilor de cianură. Timpul de azot efectuat în mediul de lucru lichid poate fi de la 30 la 180 de minute.

Metodele de întărire cu plasmă de întărire a ionului cu plasmă pentru întărirea suprafețelor pieselor includ următoarele procese: generarea (formarea) debitului corpuscular al substanței; activarea, accelerarea și concentrarea sa; ; condensare și introducere în suprafața pieselor (substraturi). Generarea: Fluxul corpuscular al substanței este posibil prin evaporarea acesteia (sublimare) și prin pulverizare. Evaporarea: tranziția fazei condensate în abur este efectuată ca urmare a alimentării cu energie termică a energiei termice la substanța care evaporană. Substanțele solide se topesc, de obicei, atunci când sunt încălzite, apoi merg la starea gazoasă. Unele substanțe se deplasează într-o stare gazoasă ocolind faza lichidă. Un astfel de proces se numește sublimare. .

Folosind metodele de vid de tehnologie cu plasmă, puteți efectua: 1) modificarea straturilor de suprafață: saturație de difuzie cu ioni; (Nitriding, carbonizare, plictisire etc.); ionică (cu plasmă) (curățenie); Ion implantare (implementare); Recoacere în descărcarea strălucitoare; HTO în mediul național de descărcare de gestiune; 2) acoperire: polimerizare în descărcare strălucitoare; depunerea ionică (un sistem de pulverizare triode, un sistem de pulverizare cu diode, utilizând o evacuare într-un pardoseală catod); Evaporarea arcului electric; metoda ion-cluster; Pulverizare catodică (pe curent constant, de înaltă frecvență); Depunerea chimică în plasmă a descărcării strălucitoare.

Avantajele metodelor de întărire cu plasmă cu plasmă de vacuum cu acoperire cu adeziune ridicată la substrat; Uniformitatea grosimii grosimii pe suprafața mare; variația compoziției de acoperire într-o gamă largă, într-un ciclu tehnologic; obținerea unei purități ridicate a suprafeței stratului de acoperire; Puritatea mediului a ciclului de producție.

Pulverizatoarele ionice ionice sunt împărțite în două grupe: plasma-ionică, în care ținta se află într-o plasmă de evacuare a gazului creată de o descărcare strălucitoare, arc și de înaltă frecvență. Pulverizarea are loc ca urmare a bombardamentului țintă prin ioni extrași din plasmă; Surse autonome fără focalizare și cu focalizarea grinzilor de ioni, țintă de bombardare.

Concept sistem de pulverizare 1 - cameră; 2 - suport de substrat; 3 - Detalii (substraturi); 4 - țintă; 5 - catod; 6 - ecran; 7 - furnizarea de gaz de lucru; 8 - sursa de alimentare; 9 - pompare.

HTO, pe mediul de descărcare strălucitoare, seturile de difuzie cu descărcare de îngrijire sunt utilizate pentru a efectua procese de azotare, cimentare, silicare și alte tipuri de HTO din faza gazoasă. Adâncimea stratului de difuzie atinge câteva milimetri cu o saturație uniformă a întregii suprafețe a produsului. Procesul se realizează sub presiune redusă, egală cu 10 -1 - 10 -3 Pa, ceea ce asigură existența unei descărcări strălucitoare. Avantajele utilizării descărcării strălucitoare: rata de utilizare ridicată a puterii (consum numai pe ionizarea gazelor și piesele de încălzire); reducerea duratei procesului, datorită încălzirii rapide la temperatura de saturație; creșterea activității mediului de gaz și a stratului de suprafață; Posibilitatea de a obține acoperiri din metale refractare, aliaje și compuși chimici. Dezavantajele procesului: presiune scăzută în camera (10 -1 pa), performanță scăzută, lucrul în modul periodic, incapacitatea de a procesa produse pe termen lung (de exemplu, țevi), consumul considerabil de energie electrică este un cost ridicat al instalațiilor .

Saturația de difuzie cu ioni a avantajului față de procesul de nitriding convențional de gaz: o reducere a duratei ciclului de 3 -5 ori; Reducerea deformării părților de 3-5 ori; posibilitatea de a efectua procese de azot reglabile pentru a obține straturi cu o anumită compoziție și structură; Abilitatea de a reduce temperatura procesului de nitridă la 350 -400 0 C, care evită înmuierea materialelor din nucleul produselor; scăderea fragilității stratului și creșterea caracteristicilor sale de serviciu; simplitatea protecției părților individuale ale pieselor din nitridă; eliminarea riscului unei explozii a cuptorului; Reducerea costurilor specifice de energie electrică în 1, 5 -2 ori și gaz de lucru la 30 de ori; Îmbunătățirea condițiilor de muncă ale termofilor. Dezavantaje: incapacitatea de a accelera procesul prin creșterea densității fluxului de ioni, deoarece duritatea suprafeței este redusă ca urmare a supraîncălzirii părților; intensificarea procesului de nitare ionică; suprapuneți câmpul magnetic pentru a crește densitatea curentului și a reduce presiunea gazului; Datorită creării suprafeței unei defecțiuni date (deformare pre-plastic, procesare termică).

Instalarea Ion Ciment Eutt

Celtația ionică cu cimentarea ionică în stratul de graniță este creată un gradient ridicat de concentrație de carbon. Rata de creștere a stratului carbonat de material este 0, 4 ... 0, 6 mm / h, care este de 3 ... 5 ori mai mare decât acest indicator pentru alte metode de cimentare. Durata cimentelor ionice pentru a obține un strat cu o grosime de 1 ... 1, 2 mm este redusă la 2 ... 3 ore. Datorită consumului scăzut de gaze, electricitate și timp scurt de procesare, costurile de producție sunt reduse în 4 ... de 5 ori. Avantajele tehnologice ale cimentării ionice includ uniformă ridicată a carburizării, absența oxidării externe și interne, reducând blocarea pieselor. Volumul prelucrării mecanice este redus cu 30%, numărul operațiunilor tehnologice este redus cu 40%, durata ciclului de procesare este redusă cu 50%.

Tipul de ioni de tip ionic (IPA) Tip chimic cu ioni pentru mașini, unelte, ștampile și echipamente de turnare, asigurând saturația de difuzie a stratului de suprafață din oțel (fontă) cu azot sau azot și carbon într-o plasmă de azot-hidrogen la o temperatură de 450 - 600 ° C, precum și aliaje de titan sau titan la o temperatură de 800-950 ° C în plasmă nitrică. Esența nitritrialului de ioni-plasmă este aceea că într-un mediu de gaz conținând azot care este descărcat la 200-1000 Pa între catod, pe care se află părțile prelucrate și anodul, al cărui rol este realizat de pereții vidului Camera, o descărcare stralucitoare anormală care formează un mediu activ (ioni, atomi molecule excitate). Acest lucru asigură formarea unui strat de azot pe suprafața produsului constând dintr-o zonă externă de nitrică cu o zonă de difuzie situată sub el.

Microstructura unui strat de azot de oțel instrumental 4 x 5 MFS A b microstructura oțelurilor în 8 (a) și 20 x 13 (b) după nitigul de ioni-plasmă

Instalare UA-63 -950/3400 cu geometrie variabilă a camerei de lucru (înălțimea 1, 7 sau 3, 4 m)

Utilizarea metodei de nitriding de ioni în plasmă prin această metodă este procesată de următoarele produse: duze pentru autoturisme, plăci purtătoare de acționare automată, matrice, pumni, ștampile, matrițe (Daimler Chrysler); Arcuri pentru sistemul de injecție (OPEL); Arbori cotiți (Audi); Arbori distributivi (CAM) (Volkswagen); Arbori cotiți pentru compresor (Atlas, SUA și Wabco, Germania); Gears pentru BMW (Handl, Germania); Gear de autobuz (Voith); Întărirea instrumentului de presă în producția de produse din aluminiu (Nughuhhovens, Skandex, John Devis, etc.). Există o experiență pozitivă de utilizare industrială a acestei metode de către țările CSI: Belarus - MZKT, Maz, Bel. AZ; Rusia - Auto. VAZ, KAM. AZ, MMPP "Salute", Asociația pentru Construcții pentru motoare UFA (UMPO). Metoda IPA este procesată: Gears (MZKT); Gear și alte detalii (MAZ); Gear de viteză (mai mult de 800 mm) diametru (alb AZ); Supape de admisie și evacuare (auto. vaz); Arborele cotit (Kam. AZ).

Metalizarea produselor pe tipul 1 se face în scopuri decorative, pentru a crește duritatea și rezistența la uzură, pentru a proteja împotriva coroziunii. Datorită acoperirii slabe cu substratul cu substratul, acest tip de metalizare este inadecvat pentru a fi utilizat pentru piesele care funcționează sub sarcini grele și temperaturi. Tehnologia de metalizare prin tipul 1 și 2 A prevede impunerea unui strat de substanță pe suprafața frigului sau încălzit la temperaturile relativ scăzute ale produsului. Aceste tipuri de metalizare includ: electrolitic (galvanotehnică); chimic; Procese de flacără de gaz de obținere a acoperirilor (pulverizare); Acoperire cu placare (mecanic-termic); Difuzie, imersie în metale topite. Tehnologia de metalizare la tipul 2 B implică saturația de difuzie a elementelor metalice ale suprafeței pieselor încălzite la temperaturi ridicate, ca urmare a căreia se formează o aliaj (metalizare de difuzie) în zona de difuzie a elementului. În acest caz, geometria și dimensiunile părții metalizate sunt practic modificate.

Metalizarea de metalizare cu plasmă de ioni cu plasmă are o serie de avantaje semnificative în comparație cu alte tipuri de metalizare. Temperatura ridicată a plasmei și mediul neutru permit acoperirea cu o omogenitate structurală mai mare, oxidare mai mică, o mai mare coeziune și proprietăți adezive, rezistență la uzură etc., comparativ cu aceste proprietăți ale altor tipuri de metalizare. Cu această metodă de metalizare, puteți pulveriza diferite materiale refractare: Tungsten, molibden, titan etc., aliaje solide, precum și aluminiu, crom, oxizi de magneziu etc. Pot fi pulverizate atât fire și pulbere. Metalizarea efectivă constă din trei procese: topirea firului de metal solid sau pulbere (cu metalizare cu plasmă de ioni), pulverizarea metalului topit și formarea de acoperire. Materialele pentru pulverizare pot fi orice metale refractare sub formă de sârmă sau pulbere, dar pot fi utilizate cu sârmă dopate de tip NP-40, NP-ZhGSA, NP-SH 13 etc., în condițiile Întreprinderile de reparații auto pot fi utilizate ca materiale refractare. Bruk (stellite) sau eșantionare cu rezistență la uzură ridicată și rezistență la coroziune.

Nitridarea ion-plasmatică (IPA) este metoda de tratare termică chimică a produselor din oțel și a produselor din fontă cu capabilități tehnologice mari, care permite obținerea straturilor de difuzie ale compoziției dorite prin utilizarea diferitelor medii de gaz, adică Procesul de saturație de difuzie este controlat și poate fi optimizat în funcție de cerințele specifice pentru adâncimea stratului și de duritatea suprafeței. Plasma Nitriding Microhardie aliat

Intervalul de temperatură al ionitristurilor este mai larg decât gazul și este în intervalul 400-600 0 C. Tratamentul la temperaturi sub 500 0 S este deosebit de eficient atunci când se întărește produsele de la oțelurile aliate instrumentale pentru prelucrarea la rece, de mare viteză și de îmbătrânire martensită Oțeluri, pentru că Creșteți semnificativ proprietățile lor operaționale, menținând duritatea de bază la nivelul de 55-60 HRC.

Metoda și instrumentele de prelucrare a aproape tuturor industriilor sunt supuse metodei și instrumentelor IPA (figura 1).

Smochin. unu.

Ca rezultat, pot fi îmbunătățite următoarele caracteristici ale produsului: rezistența la uzură, rezistența la oboseală, proprietățile antate, rezistența la căldură și rezistența la coroziune.

În comparație cu metodele utilizate pe scară largă de prelucrare termică chimică a pieselor de oțel, cum ar fi cimentarea, cimentul nitro, cyanizarea și aztricularea gazului în cuptoare, metoda IPA are următoarele avantaje principale:

· Duritatea suprafeței mai ridicată a părților de azot;
· Nicio deformare a pieselor după prelucrare și curățenie ridicată a suprafeței;
· Creșterea limitei de rezistență și o creștere a rezistenței la uzură a părților prelucrate;
· Temperatura redusă a tratamentului, datorită căreia nu apar transformări structurale în oțel;
· Posibilitatea tratării surzilor și a găurilor;
· Conservarea durității unui strat de azot după încălzire la 600-650 s;
· Posibilitatea de a obține straturi de compoziție specificată;
· Abilitatea de a procesa produse de dimensiuni și formulare nelimitate;
· Lipsa poluării mediului;
· Creșterea culturii de producție;
· Reducerea costului procesării de mai multe ori.

Avantajele IPA se manifestă, de asemenea, într-o reducere semnificativă a costurilor principale de producție.

De exemplu, în comparație cu nitrirul de gaz din cuptoare, IPA furnizează:

· Reducerea duratei tratamentului este de 2-5 ori, ca datorată reducerii încălzirii și răcirii SADKA și prin reducerea timpului expunerii izotermice;
· Reducerea fragilității stratului întăritor;
· Reducerea costului gazelor de lucru de 20-100 de ori;
· Reducerea consumului de energie electrică de 1,5-3 ori;
· Excluderea operațiunii de transfer;
· Reducerea deformării este atât de mult pentru a elimina măcinarea finisajului;
· Ușor și fiabilitate a protecției ecranului împotriva azotării suprafețelor neompate;
· Îmbunătățirea condițiilor sanitare și igienice;
· Conformarea completă a tehnologiei cu toate cerințele moderne de mediu.

Comparativ cu întărirea procesarea metodei IPA permite:

· Excluderea deformării;
· Creșterea resursei unei suprafețe agenționale de 2-5 ori.

Folosirea IPA în loc de cimentare, nitro ciment, gaz sau lichid quenching, volumetric sau tweas vă permite să salvați echipamentele principale și zonele de producție, să reduceți mașina și costurile de transport, să reduceți consumul de energie electrică și gazele active.

Principiul acțiunii IPA constă în faptul că mediul de gaz care conține azot între catod - părțile și anodul - pereții camerei de vid - intenția anormală care formează un mediu activ (ioni, atomi excitați de molecule) este excitat, asigurând formarea unui strat de azot constând dintr-o zonă externă - nitrură și o zonă de difuzie situată sub ea.

Factorii tehnologici care afectează eficacitatea ionitului nitigic sunt temperatura procesului, durata saturației, presiunii, compoziției și consumului amestecului de gaz de lucru.

Temperatura procesului, Pătratele pătrate implicate în schimbul de căldură și eficacitatea schimbului de căldură cu peretele (numărul de ecrane) determină puterea necesară pentru a menține descărcarea și asigurarea temperaturii dorite a produsului. Selectarea temperaturii depinde de gradul de dopare a oțelului de azot prin elemente de formare a nitritei: cu cât este mai mare gradul de aliere, cu atât temperatura este mai mare.

Temperatura de procesare trebuie să fie de cel puțin 10-20 0 la temperatura de vacanță.

Durata și temperatura procesului Saturația este determinată de adâncimea stratului, distribuția durității în adâncimea și grosimea zonei de nitrură.

Compoziția mediului de saturare Depinde de gradul de dopaj al oțelului prelucrat și de cerințele pentru duritate și adâncimea stratului de azot.

Presiunea procesului Ar trebui să fie de așa natură încât descărcarea suprafeței produselor și prepararea unui strat uniform nitrat. Cu toate acestea, ar trebui să se țină cont de faptul că descărcarea în toate etapele procesului trebuie să fie anormală, adică suprafața tuturor părților din cușcă ar trebui să fie acoperită cu o luminescență, iar densitatea curentului de descărcare trebuie să fie mai mare decât normal densitate pentru această presiune, luând în considerare efectul de încălzire. Gaz în zona catodică a descărcării.

Odată cu apariția setărilor de nouă generație, utilizând un amestec de hidrogen, azot și argon reglabil ca mediu de lucru, precum și plasma "pulsatoriu" și nu curentului direct, procesabilitatea procesului de nitrirding ionic a crescut semnificativ.

Utilizarea încălzirii combinate (pereți de cameră "fierbinte") sau o protecție termică îmbunătățită (scut de căldură triplă), împreună cu capacitatea de a regla independent compoziția gazului și presiunea din cameră permit atunci când procesează instrumentul de tăiere pentru a evita supraîncălzirea marginile subțiri în timpul încălzirii cuștii, ajustați cu precizie timpul de saturație A, în consecință, adâncimea stratului, deoarece Încălzirea produselor este posibilă producerea într-un mediu scappy, de exemplu, în amestec AR + H2.

Izolarea termică eficientă în camera de lucru (Triple Heat Shield) vă permite să gestionați produsele cu consum redus de energie specific, ceea ce vă permite să minimalizați diferențele de temperatură în interiorul cuștii în timpul procesării. Acest lucru este evidențiat prin distribuirea microhardienei în adâncimea stratului nitrat pentru eșantioane, amplasate în diferite locuri de Sadka (figura 2).

Smochin. 2.

a, cântărind de viteză de 10,1 kg, 51 buc., ST - 40x, modul 4.5, viteza obturatorului 16 ore, T \u003d 530 0 S;

b, M - Gear cu cântărire de 45 kg, 11 buc., ST - 38KHN3MF, Modulul 3.25 (coroana exterioară) și 7 mm (coroana interioară), viteza obturatorului 16 ore, T \u003d 555 0 S.

Ion nitrking - o metodă eficientă de întărire a prelucrării pieselor de la oțeluri structurale aliate: Gear, coroane de unelte, unelte de arbore, arbori, span, angrenaje conice și cilindrice, cuplaje, configurație geometrică complexă, etc.

Cimentarea, cimentul nitro și întărirea TVCH se justifică în fabricarea pieselor încărcate (roți, axe, arbori etc.) de precizie scăzută și medie, care nu necesită măcinare ulterioară.

Aceste tipuri de tratament termic sunt inadecvate din punct de vedere economic în fabricarea pieselor de înaltă precizie încărcate de mediu și scăzute, deoarece Cu această prelucrare, există o deformare semnificativă, iar reclama ulterioară este necesară. În consecință, la șlefuirea, este necesar să se elimine o grosime semnificativă a stratului întăritor.

IPA vă permite să reduceți în mod semnificativ blocarea și deformarea pieselor, menținând rugozitatea suprafeței în ra \u003d 0,63 ... 1,2 microni, ceea ce permite în majoritatea covârșitoare a cazurilor de a utiliza IPA ca procesare de finisare.

În ceea ce privește uneltele de mașini, uneltele Ion Nitriding într-o măsură substanțială reduce caracteristicile de zgomot ale mașinilor, sporind astfel competitivitatea acestora pe piață.

IPA este cea mai eficientă atunci când procesează piese de unelte de unelte, arbori, axe, arbori de transmisie, axe arbore, etc . În același timp, capacitatea de transport a suprafeței laterale și a rezistenței bazei dintelui, obținută prin azot plasmatic, corespund angrenajelor de ciment (tab. 1).

Tabelul 1. Caracteristicile oțelurilor de rezistență la oboseală în funcție de metodele de întărire a roților de transmisie

Atunci când metoda de nitrogenare ionică a pieselor din ciment, oțeluri scăzute și dereglementate (18HGT, 20HNZ, 20HGNM, 25HGT, 40X, 40KHNM, 40HF etc.) trebuie îmbunătățită la începutul forjului și vacanței la duritate 241- 285 HB la început. (Pentru unele oteluri - 269-302 HV), apoi prelucrarea mecanică și completarea ionică. Pentru a asigura o deformare minimă a produselor înainte de nitrogenarea eliminării stresului, recoacerea este recomandată într-o atmosferă de gaz de protecție, iar temperatura de recoacere trebuie să fie mai mare decât temperatura agenției. Recoacerea trebuie efectuată înainte de prelucrarea exactă.

Adâncimea stratului de azot format pe produsele specificate fabricate din oțeluri 40x, 18HGT, 25HGT, 20X2H4A, etc., este de 0,3-0,5 mm cu duritate de 500-800 HV, în funcție de gradul de oțel (fig.3).

Pentru unelte care funcționează în condiții de încărcături mai grele, un strat de azot trebuie să fie la nivelul de 0,6-0,8 mm cu o zonă subțire de nitrură sau fără ea.

Smochin. 3.

Optimizarea proprietăților stratului consolidat este determinată prin combinarea caracteristicilor materialului de bază (duritatea miezului) și parametrii stratului de azot. Caracterul de încărcare determină adâncimea stratului de difuzie, tipul și grosimea stratului de nitrură:

· Uzură - "- sau -sy;
· Grosimea limitată dinamică a stratului de nitrură sau deloc fără un strat de nitrură;
· Coroziune - -astă.

Controlul independent al fluxului fiecăruia dintre componentele amestecului de gaz, presiunea din camera de lucru și variația temperaturii procesului vă permit să formați straturi de adâncimi și duritate diferite (fig.4), oferind astfel o calitate stabilă de procesare cu Variația minimă a proprietăților din partea din partea și din cușcă în cușcă (figura 5).

Smochin. patru.

1, 3, 5 - procesul într-o singură etapă;
2,4 - procesul în două etape prin conținut n 2 În amestecul de lucru
1,2 - t \u003d 530 0 C, t \u003d 16 ore; 3 - T \u003d 560 0 C, t \u003d 16 ore;
4 - t \u003d 555 0 C, t \u003d 15 ore, 5 - T \u003d 460 0 C, t \u003d 16 ore

Smochin. cinci.

Nitridarea ionică este cunoscută ca una dintre metodele eficiente de creștere a rezistenței la uzură a sculei de tăiere realizate din filtrați oțelurile Marchează R6M5, P18, R6M5K5, R12F4K5 etc.

Nitridarea îmbunătățește rezistența la uzură a sculei și rezistența la căldură. O suprafață a sculei de azot cu un coeficient de frecare redusă și proprietăți îmbunătățite de antifricțiune asigură o legătură de jetoane și, de asemenea, împiedică lipirea de marginile de tăiere și formarea găurilor de uzură, ceea ce face posibilă creșterea vitezei de alimentare și tăiere.

Structura optimă a oțelului de mare viteză de azot este o martenită mare de ozotică care nu conține excesul de nitride. Această structură este asigurată prin așezarea suprafeței sculei cu azot la o temperatură de 480-520 0 s în procesul de nitriding pe termen scurt (până la 1 oră). În același timp, un strat consolidat de adâncime de 20-40 μm cu o microhardie a suprafeței 1000-1200 HV0.5 este generat cu duritatea miezului 800-900 HV (figura 6) și rezistența lui Instrumentul după nitridarea ionică crește de 2-8 ori, în funcție de tipul și vederile materialului procesat.

Smochin. 6.

Principalul avantaj al instrumentului ionic de nitrimenare este posibilitatea de a obține doar un strat consolidat de difuzie sau un strat cu o nitroză monofazică FE 4N ("-fază) pe suprafață, spre deosebire de nitrilizarea clasică a gazelor în amoniac, unde se compune stratul de nitrină Două faze - "+, care este sursa tensiunilor interne la marginea partiției de fază și cauzează fragilitatea și peelingul stratului consolidat în timpul funcționării.

Nitridarea ionică este, de asemenea, una dintre principalele metode de creștere durabilitate. instrumente de ștanțare și echipamente de turnarede la oțel 5khnm, 4x5mfs, 3x2b8, 4x5v2fs, 4x4vmfs, 38x2mu, x12, H12M, H12F1.

Ca rezultat al ionului nitrist, următoarele caracteristici ale produsului pot fi îmbunătățite:

· Forțarea ștampilelor pentru ștanțarea la cald și matrițele pentru rezistența la metale și aliaje - rezistența la uzură, aderarea metalelor scade.
· Matrite de turnare din aluminiu sub presiune - un strat nitrat împiedică adeziunea metalului în zona de alimentare a jetului lichid, iar procesul de umplere a formei este mai puțin turbulent, ceea ce crește durata de viață a formelor de presă, iar turnarea este mai mare decât cea mai înaltă calitate.

Îmbunătățește semnificativ nitrirul de ioni și caracteristicile operaționale ale instrumentului rece (t< 250 0 С) обработки - вытяжка, гибка, штамповка, прессование, резка, чеканка и прошивка.

Principalele cerințe care asigură performanța ridicată a unui astfel de instrument - rezistență la temperatură ridicată, rezistență la uzură și rezistență la sarcină la rece - sunt obținute ca urmare a prelucrării întăririi prin nitrilizarea ionului.

Dacă instrumentul utilizează oțel de înaltă crom (12% crom), atunci stratul de azotați trebuie să fie difuzat numai dacă oțelul cu aliaj scăzut - apoi, în plus față de stratul de difuzie, trebuie să fie un strat R R, solid și plastic.

O caracteristică a nitristicii ionice a oțelurilor de crom ridicat este aceea că alegerea temperaturii procesului poate fi în limite largi pentru a menține duritatea produsului așa cum este definită de tratamentul termic preliminar (Tabelul 2).

Pentru a obține un strat de suprafață rezistent la uzură, menținând în același timp un miez vâsc al ștampila, este necesar să se efectueze mai întâi prin stingerea cu concediu pentru duritate secundară, prelucrare dimensională și apoi ion nitriding.

Pentru a exclude sau a minimiza deformările care decurg din ionul nitigic al instrumentului de ștanțare, înainte de prelucrarea mecanică finală, se recomandă efectuarea de recoacere într-un mediu de gaz inert la o temperatură de cel puțin 20 s sub temperatura de temperare.

Dacă este necesar, este folosit pentru a lustrui suprafețele de lucru de azot.

Masa 2. Caracteristicile oțelurilor aliate după nitridarea cu plasmă de ioni.

Oțel de calitate	Duritate de bază, HRC	Temperatura procesului	Caracteristicile stratului	Tipul conexiunii cu strat reciclate
	Adâncime, mm.	Pov. TV-ST, HV 1	Grosimea stratului este cuprinzătoare., Μm
Oțel pentru procesare la cald




Oțel pentru prelucrarea la rece

Variarea compoziției mediului de saturație, temperatura procesului și durata acestuia poate fi formată de straturi de adâncimi și duritate diferite (fig.7,8).

punson cântărind 237 kg
mucegai cântărind 1060 kg.

Smochin. 7. Exemple de prelucrare a echipamentelor de ștanțare (a, b) și distribuția microhardiei în adâncimea stratului de azot (B, G).

Astfel, după cum arată experiența globală, utilizarea tehnologiei ionice de nitririding pentru prelucrarea întăririi produselor din oțelurile structurale, precum și instrumentul de tăiere și ștanțare, această tehnologie este eficientă și implementată relativ ușor, în special utilizând plasma curentului pulsatoriu.

Poate că va fi util să citiți: