Nitridačné technológie sú založené na zmene štruktúry povrchu kovového produktu. Tento súbor operácií je potrebný na to, aby sa cieľovému objektu poskytli ochranné vlastnosti. Nie sú to však len fyzikálne vlastnosti, ktoré zvyšujú nitridáciu ocele v domácich podmienkach, kde nie sú príležitosti na radikálnejšie opatrenia, ktoré by obrobku dodali lepšie vlastnosti.
Všeobecné informácie o nitridačnej technológii
Potreba nitridácie je určená zachovaním vlastností, ktoré umožňujú dodať výrobkom vysokokvalitné vlastnosti. Hlavný podiel nitridačných techník sa vykonáva v súlade s požiadavkami na tepelné spracovanie dielov. Rozšírená je najmä technológia brúsenia, vďaka ktorej môžu špecialisti presnejšie upravovať parametre kovu. Okrem toho je povolená ochrana oblastí, ktoré nepodliehajú nitridácii. V tomto prípade je možné použiť potiahnutie tenkými vrstvami cínu pomocou galvanickej techniky. V porovnaní s hlbšími metódami štrukturálneho zlepšovania vlastností kovu je nitridácia nasýtenie povrchovej vrstvy ocele, ktoré v menšej miere ovplyvňuje štruktúru.polotovary. To znamená, že hlavné kvality kovových prvkov súvisiace s vnútornými charakteristikami sa pri nitridovaných vylepšeniach neberú do úvahy.
Rôzne metódy nitridácie
Nitridačné prístupy sa môžu líšiť. Zvyčajne sa rozlišujú dve hlavné metódy v závislosti od podmienok nitridácie kovov. Môžu to byť metódy na zlepšenie odolnosti povrchu proti opotrebovaniu a tvrdosti, ako aj na zlepšenie odolnosti proti korózii. Prvý variant sa líši tým, že štruktúra sa mení na pozadí teploty okolo 500 °C. Zníženie nitridácie sa zvyčajne dosahuje pri iónovej úprave, kedy sa excitácia doutnavým výbojom realizuje pomocou anód a katód. V druhej možnosti je legovaná oceľ nitridovaná. Tento typ technológie zabezpečuje tepelné spracovanie pri 600-700 °C s dobou trvania procesu až 10 hodín. V takýchto prípadoch je možné spracovanie kombinovať s mechanickým pôsobením a tepelnou úpravou materiálov v súlade s presnými požiadavkami na výsledok.
Náraz plazmovými iónmi
Ide o metódu saturácie kovov vo vákuu obsahujúcom dusík, pri ktorej dochádza k excitácii elektrických žeraviacich nábojov. Steny ohrievacej komory môžu slúžiť ako anódy, zatiaľ čo priamo opracované obrobky fungujú ako katóda. Pre zjednodušenie kontroly vrstvenej štruktúry je povolená korekcia technologického postupu. Napríklad charakteristiky prúdovej hustoty, stupeň vákua, prietok dusíka, úrovne pridávania sieteprocesný plyn a pod. V niektorých modifikáciách plazmová nitridácia ocele zabezpečuje aj spojenie argónu, metánu a vodíka. Čiastočne to umožňuje optimalizovať vonkajšie charakteristiky ocele, ale technické zmeny sa stále líšia od plnohodnotného legovania. Hlavným rozdielom je, že hlboké štrukturálne zmeny a korekcie sa nevykonávajú len na vonkajších náteroch a plášťoch produktu. Iónové spracovanie môže ovplyvniť celkovú deformáciu štruktúry.
Plynová nitridácia
Tento spôsob nasýtenia kovových výrobkov sa vykonáva pri teplote okolo 400 °C. Ale nájdu sa aj výnimky. Napríklad žiaruvzdorné a austenitické ocele poskytujú vyššiu úroveň ohrevu - až 1200 ° C. Disociovaný amoniak pôsobí ako hlavné saturačné médium. Parametre štrukturálnej deformácie je možné kontrolovať pomocou postupu nitridácie plynu, ktorý zahŕňa rôzne formáty spracovania. Najpopulárnejšie režimy sú dvoj-, trojstupňové formáty, ako aj kombinácia disociovaného amoniaku. Režimy, ktoré zahŕňajú použitie vzduchu a vodíka, sa používajú menej bežne. Medzi kontrolné parametre, ktoré určujú nitridáciu ocele podľa kvalitatívnych charakteristík, možno vyčleniť úroveň spotreby amoniaku, teplotu, stupeň disociácie, spotrebu pomocných procesných plynov atď.
Liečba roztokmi elektrolytov
Bežne používaná aplikačná technológiaanódový ohrev. V skutočnosti ide o druh elektrochemicko-tepelného vysokorýchlostného spracovania oceľových materiálov. Táto metóda je založená na princípe využitia pulzného elektrického náboja, ktorý prechádza po povrchu obrobku umiestneného v elektrolytickom médiu. Vďaka kombinovanému účinku elektrických nábojov na povrchu kovu a chemického prostredia sa dosiahne aj leštiaci efekt. Pri takomto spracovaní možno cieľovú časť považovať za anódu s napájaním kladného potenciálu z elektrického prúdu. Zároveň by objem katódy nemal byť menší ako objem anódy. Tu je potrebné poznamenať niektoré charakteristiky, podľa ktorých iónová nitridácia ocelí konverguje s elektrolytmi. Najmä odborníci zaznamenávajú rôzne spôsoby vytvárania elektrických procesov s anódami, ktoré okrem iného závisia od pripojených zmesí elektrolytov. To umožňuje presnejšie regulovať technické a prevádzkové vlastnosti kovových polotovarov.
Katolícka nitridácia
Pracovný priestor je v tomto prípade tvorený disociovaným amoniakom s podporou teplotného režimu cca 200-400 °C. V závislosti od počiatočných kvalít kovového obrobku sa zvolí optimálny režim nasýtenia, dostatočný na korekciu obrobku. To platí aj pre zmeny parciálneho tlaku amoniaku a vodíka. Požadovaná úroveň disociácie amoniaku sa dosiahne riadením tlaku a objemov privádzaného plynu. Zároveň, na rozdiel od klasických metód plynunasýtenia, katolícka nitridácia ocele poskytuje šetrnejšie spôsoby spracovania. Typicky sa táto technológia implementuje vo vzdušnom prostredí obsahujúcom dusík so žeravým elektrickým nábojom. Anódovú funkciu vykonávajú steny ohrievacej komory a katódovú funkciu výrobok.
Proces deformácie konštrukcie
Prakticky všetky spôsoby saturácie povrchov kovových prírezov sú založené na spojení teplotných účinkov. Ďalšou vecou je, že na korekciu charakteristík možno dodatočne použiť elektrické a plynové metódy, ktoré menia nielen vonkajšiu, ale aj vonkajšiu štruktúru materiálu. Technológovia sa snažia najmä o zlepšenie pevnostných vlastností cieľového objektu a ochranu pred vonkajšími vplyvmi. Napríklad odolnosť proti korózii je jedným z hlavných cieľov saturácie, pri ktorej sa vykonáva nitridácia ocele. Štruktúra kovu po úprave elektrolytmi a plynnými médiami je vybavená izoláciou, ktorá odolá prirodzenému mechanickému poškodeniu. Konkrétne parametre pre zmenu štruktúry sú určené podmienkami budúceho použitia obrobku.
Nitridovanie na pozadí alternatívnych technológií
Popri nitridačnej technike je možné meniť vonkajšiu štruktúru kovových polotovarov kyanidáciou a nauhličovaním. Čo sa týka prvej technológie, tá skôr pripomína klasické legovanie. Rozdielom v tomto procese je pridávanie uhlíka do aktívnych zmesí. Má výrazné vlastnosti a cementáciu. Ona tiežumožňuje použitie uhlíka, ale pri zvýšených teplotách - asi 950 ° C. Hlavným účelom takejto saturácie je dosiahnutie vysokej prevádzkovej tvrdosti. Súčasne sú nauhličovanie aj nitridovanie ocele podobné v tom, že vnútorná štruktúra si môže zachovať určitý stupeň húževnatosti. V praxi sa takéto spracovanie používa v odvetviach, kde obrobky musia odolávať zvýšenému treniu, mechanickej únave, odolnosti proti opotrebovaniu a ďalším vlastnostiam, ktoré zaisťujú trvanlivosť materiálu.
Výhody nitridácie
Hlavné výhody technológie zahŕňajú rôzne režimy saturácie obrobku a všestrannosť použitia. Povrchová úprava s hĺbkou cca 0,2-0,8 mm zároveň umožňuje zachovať základnú štruktúru kovovej časti. Veľa však závisí od organizácie procesu, v ktorom sa vykonáva nitridácia ocele a iných zliatin. Takže v porovnaní s legovaním je použitie úpravy dusíkom lacnejšie a možno ho vykonať aj doma.
Nevýhody nitridácie
Metóda je zameraná na vonkajšie zušľachťovanie kovových povrchov, čo spôsobuje obmedzenie z hľadiska ochranných indikátorov. Na rozdiel od úpravy uhlíkom, napríklad, nitridácia nemôže opraviť vnútornú štruktúru obrobku, aby sa uvoľnilo napätie. Ďalšou nevýhodou je riziko negatívneho vplyvu aj na vonkajšie ochranné vlastnosti takéhoto výrobku. Na jednej strane môže proces nitridácie ocele zlepšiť odolnosť proti korózii aochrana proti vlhkosti, ale na druhej strane tiež minimalizuje hustotu konštrukcie a tým ovplyvní pevnostné vlastnosti.
Záver
Technológie spracovania kovov zahŕňajú širokú škálu metód mechanického a chemického pôsobenia. Niektoré z nich sú typické a sú vypočítané pre štandardizované vybavenie polotovarov špecifickými technickými a fyzikálnymi metódami. Iní sa zameriavajú na špecializované zdokonaľovanie. Do druhej skupiny patrí nitridácia ocele, ktorá umožňuje takmer bodové zjemnenie vonkajšieho povrchu dielu. Tento spôsob úpravy umožňuje súčasne vytvárať bariéru proti vonkajším negatívnym vplyvom, ale zároveň nemeniť základ materiálu. V praxi sa takýmto operáciám podrobujú časti a konštrukcie, ktoré sa používajú v stavebníctve, strojárstve a výrobe nástrojov. To platí najmä pre materiály, ktoré sú spočiatku vystavené vysokému zaťaženiu. Existujú však aj ukazovatele pevnosti, ktoré nie je možné dosiahnuť nitridáciou. V takýchto prípadoch sa používa legovanie s hlbokým plnoformátovým spracovaním štruktúry materiálu. Má však aj svoje nevýhody v podobe škodlivých technických nečistôt.
