Technologie azotowania opierają się na zmianie struktury powierzchni produktu metalowego. Ten zestaw operacji jest wymagany w celu nadania obiektowi docelowemu właściwości ochronnych. Jednak nie tylko właściwości fizyczne zwiększają azotowanie stali w warunkach domowych, gdzie nie ma możliwości zastosowania bardziej radykalnych środków, aby nadać obrabianemu przedmiotowi lepsze właściwości.
Ogólne informacje o technologii azotowania
Potrzeba azotowania jest uwarunkowana zachowaniem właściwości, które pozwalają na nadanie produktom wysokiej jakości właściwości. Główny udział technik azotowania wykonywany jest zgodnie z wymaganiami obróbki termicznej części. W szczególności rozpowszechniona jest technologia szlifowania, dzięki której specjaliści mogą dokładniej dopasować parametry metalu. Ponadto dozwolona jest ochrona obszarów niepodlegających azotowaniu. W takim przypadku można zastosować powlekanie cienkimi warstwami cyny techniką galwaniczną. W porównaniu z głębszymi metodami strukturalnego poprawiania właściwości metalu, azotowanie to nasycenie warstwy wierzchniej stali, co w mniejszym stopniu wpływa na strukturę.puste miejsca. Oznacza to, że główne cechy elementów metalowych związane z właściwościami wewnętrznymi nie są brane pod uwagę w ulepszeniach azotowanych.
Odmiany metod azotowania
Podejścia do azotowania mogą się różnić. Zwykle rozróżnia się dwie główne metody w zależności od warunków azotowania metali. Mogą to być metody poprawy odporności na zużycie i twardości powierzchni, a także poprawy odporności na korozję. Pierwszy wariant różni się tym, że struktura zmienia się na tle temperatury około 500°C. Redukcję azotowania uzyskuje się zwykle podczas obróbki jonowej, kiedy wzbudzenie wyładowania jarzeniowego realizowane jest za pomocą anod i katod. W drugiej opcji stal stopowa jest azotowana. Ten rodzaj technologii zapewnia obróbkę cieplną w temperaturze 600-700 °C z czasem trwania procesu do 10 godzin. W takich przypadkach obróbka może być połączona z obróbką mechaniczną i termiczną uszlachetnianiem materiałów, zgodnie z dokładnymi wymaganiami dotyczącymi rezultatu.
Uderzenie jonami plazmy
Jest to metoda nasycania metali w próżni zawierającej azot, w której wzbudzane są elektryczne ładunki jarzeniowe. Ścianki komory grzewczej mogą pełnić rolę anod, a bezpośrednio obrabiane elementy pełnić rolę katody. W celu uproszczenia kontroli struktury warstwowej dopuszcza się korektę procesu technologicznego. Na przykład charakterystyka gęstości prądu, stopień podciśnienia, natężenie przepływu azotu, poziomy dodawania nettogaz procesowy itp. W niektórych modyfikacjach azotowanie plazmowe stali zapewnia również połączenie argonu, metanu i wodoru. Po części pozwala to zoptymalizować zewnętrzne właściwości stali, ale zmiany techniczne nadal różnią się od pełnoprawnego stopu. Główną różnicą jest to, że głębokie zmiany strukturalne i poprawki są dokonywane nie tylko na zewnętrznych powłokach i powłokach produktu. Obróbka jonowa może wpłynąć na ogólną deformację struktury.
Azotowanie gazowe
Ta metoda nasycania wyrobów metalowych przeprowadzana jest w temperaturze około 400 °C. Ale są też wyjątki. Na przykład stale ogniotrwałe i austenityczne zapewniają wyższy poziom nagrzewania - do 1200 ° C. Zdysocjowany amoniak działa jako główne medium nasycające. Parametry odkształceń strukturalnych można kontrolować za pomocą procedury azotowania gazowego, która obejmuje różne formaty przetwarzania. Najpopularniejszymi trybami są formaty dwu-, trzystopniowe, a także połączenie zdysocjowanego amoniaku. Rzadziej stosowane są tryby, w których wykorzystuje się powietrze i wodór. Wśród parametrów kontrolnych określających azotowanie stali według cech jakościowych można wyróżnić poziom zużycia amoniaku, temperaturę, stopień dysocjacji, zużycie pomocniczych gazów procesowych itp.
Obróbka roztworami elektrolitów
Zazwyczaj używana technologia aplikacjiogrzewanie anodowe. W rzeczywistości jest to rodzaj elektrochemiczno-termicznej szybkiej obróbki materiałów stalowych. Metoda ta opiera się na zasadzie wykorzystania impulsowego ładunku elektrycznego, który przepływa po powierzchni przedmiotu obrabianego umieszczonego w medium elektrolitycznym. Dzięki łącznemu wpływowi ładunków elektrycznych na powierzchnię metalu i środowisko chemiczne uzyskuje się również efekt polerowania. Przy takim przetwarzaniu część docelową można uznać za anodę z doprowadzeniem dodatniego potencjału z prądu elektrycznego. Jednocześnie objętość katody nie powinna być mniejsza niż objętość anody. W tym miejscu należy zwrócić uwagę na pewne cechy, zgodnie z którymi azotowanie jonowe stali zbiega się z elektrolitami. W szczególności eksperci zwracają uwagę na różne tryby powstawania procesów elektrycznych z anodami, które zależą między innymi od połączonych mieszanin elektrolitów. Umożliwia to dokładniejsze regulowanie właściwości technicznych i użytkowych półfabrykatów metalowych.
Azotowanie katolickie
Przestrzeń robocza w tym przypadku jest utworzona przez zdysocjowany amoniak przy wsparciu reżimu temperaturowego około 200-400 °C. W zależności od początkowych właściwości metalowego przedmiotu wybierany jest optymalny tryb nasycenia, wystarczający do skorygowania przedmiotu obrabianego. Dotyczy to również zmian ciśnienia parcjalnego amoniaku i wodoru. Wymagany poziom dysocjacji amoniaku osiąga się poprzez kontrolowanie ciśnienia i objętości dostarczanego gazu. Jednocześnie, w przeciwieństwie do klasycznych metod gazowychnasycenie, katolickie azotowanie stali zapewnia łagodniejsze tryby przetwarzania. Zazwyczaj ta technologia jest wdrażana w środowisku powietrza zawierającego azot ze świecącym ładunkiem elektrycznym. Funkcję anody pełnią ścianki komory grzewczej, a funkcję katody produkt.
Proces deformacji konstrukcji
Praktycznie wszystkie metody nasycania powierzchni metalowych półfabrykatów opierają się na połączeniu efektów temperaturowych. Inną rzeczą jest to, że można dodatkowo zastosować elektryczne i gazowe metody korekcji charakterystyk, zmieniając nie tylko zewnętrzną, ale także zewnętrzną strukturę materiału. Przede wszystkim technolodzy dążą do poprawy właściwości wytrzymałościowych obiektu docelowego i ochrony przed wpływami zewnętrznymi. Na przykład odporność na korozję jest jednym z głównych celów nasycenia, w którym przeprowadza się azotowanie stali. Struktura metalu po obróbce elektrolitami i mediami gazowymi jest wyposażona w izolację, która może wytrzymać naturalne uszkodzenia mechaniczne. Konkretne parametry zmiany struktury są określone przez warunki przyszłego użytkowania przedmiotu obrabianego.
Azotowanie na tle alternatywnych technologii
Wraz z techniką azotowania, strukturę zewnętrzną metalowych półfabrykatów można zmienić za pomocą technologii cyjanowania i nawęglania. Jeśli chodzi o pierwszą technologię, bardziej przypomina ona klasyczny stop. Różnica w tym procesie polega na dodaniu węgla do aktywnych mieszanin. Posiada istotne cechy i cementację. Ona teżpozwala na użycie węgla, ale w podwyższonych temperaturach - około 950°C. Głównym celem takiego nasycenia jest uzyskanie wysokiej twardości roboczej. Jednocześnie zarówno nawęglanie, jak i azotowanie stali są podobne pod tym względem, że struktura wewnętrzna może zachować pewien stopień wiązkości. W praktyce taka obróbka jest stosowana w branżach, w których obrabiane elementy muszą wytrzymywać zwiększone tarcie, zmęczenie mechaniczne, odporność na zużycie i inne cechy zapewniające trwałość materiału.
Zalety azotowania
Główne zalety tej technologii to różnorodność trybów nasycenia detalu i wszechstronność zastosowania. Obróbka powierzchni o głębokości około 0,2-0,8 mm umożliwia również zachowanie podstawowej struktury części metalowej. Wiele jednak zależy od organizacji procesu azotowania stali i innych stopów. Tak więc, w porównaniu do tworzenia stopów, zastosowanie obróbki azotem jest tańsze i można to zrobić nawet w domu.
Wady azotowania
Metoda koncentruje się na zewnętrznym uszlachetnianiu powierzchni metalowych, co powoduje ograniczenie w zakresie wskaźników ochronnych. Na przykład w przeciwieństwie do obróbki węglowej, azotowanie nie może skorygować wewnętrznej struktury przedmiotu obrabianego w celu złagodzenia naprężeń. Kolejną wadą jest ryzyko negatywnego wpływu nawet na zewnętrzne właściwości ochronne takiego produktu. Z jednej strony proces azotowania stali może poprawić odporność na korozję iochrona przed wilgocią, ale z drugiej strony zminimalizuje również gęstość konstrukcji i odpowiednio wpłynie na właściwości wytrzymałościowe.
Wniosek
Technologie obróbki metalu obejmują szeroki zakres metod działania mechanicznego i chemicznego. Niektóre z nich są typowe i są obliczane dla znormalizowanego wyposażenia półfabrykatów w określone metody techniczne i fizyczne. Inne skupiają się na specjalistycznym udoskonaleniu. Druga grupa obejmuje azotowanie stali, które pozwala na prawie punktowe rafinowanie zewnętrznej powierzchni części. Ta metoda modyfikacji pozwala jednocześnie tworzyć barierę przed zewnętrznym negatywnym wpływem, ale jednocześnie nie zmieniać podłoża materiału. W praktyce takim operacjom poddawane są części i konstrukcje stosowane w budownictwie, budowie maszyn i przyrządach. Dotyczy to zwłaszcza materiałów, które początkowo poddawane są dużym obciążeniom. Istnieją jednak również wskaźniki wytrzymałości, których nie można osiągnąć poprzez azotowanie. W takich przypadkach stosuje się stopowanie z głęboką pełnoformatową obróbką struktury materiału. Ale ma też swoje wady w postaci szkodliwych zanieczyszczeń technicznych.
