Parçaların dayanıklılığı gaz türbinli motorlar büyük ölçüde yüzeylerinin durumuna ve öncelikle aşınma direncine göre belirlenir. Uçak motoru ve uçak parçalarının yüzeylerinin aşınma direncini arttırmanın yaygın yöntemlerinden biri nitrürlemedir. Nitrasyon, çalışma sırasında çoğunlukla sürtünmeye dayanan parçalara uygulanır.
Nitrasyon, çelik ürünlerin yüzey katmanlarının nitrojenle difüzyonla doyurulması işlemidir. Nitrasyon, çelik ürünlerin yüzey katmanlarının sertliğini ve aşınma direncini arttırmak, yorulma direncini ve elektrik direncini geliştirmek amacıyla yapılmaktadır. kimyasal korozyon detaylar.
Nitrürleme sırasında nitrojen, demir ile bir dizi faz oluşturur: nitrojenli ferrit - -demirde katı bir nitrojen çözeltisi, nitrojenli ostenit - -demirde katı bir nitrojen çözeltisi, ara "-faz Fe4N, -faz Fe2N, vb. Ancak, demir nitrürler, krom nitrürler CrN, Cr2N, molibden MoN, alüminyum AlN ve diğer bazı alaşım elementlerine kıyasla yetersiz dayanıma, sertliğe ve yüksek kırılganlığa sahiptir. Bu nedenle, belirtilen elemanları içeren alaşımlı çelikler nitrürlemeye tabi tutulur: 45Х14Н14В2М, 1Х12Н2ВМФ, 15Х16К5Н2МВФАБ-Ш ve burçların, çubukların, valf yuvalarının, çeşitli gövdelerin vb. üretiminde kullanılan diğer çelikler.
Endüstride yaygın olarak kullanılan ayrışmış amonyakla nitrürleme yönteminin, prosesin uzun sürmesi, kolayca pasifleştirilmiş yüksek alaşımlı çeliklerin nitrojenle doyurulmasının zorluğu, yüzeyde kırılgan bir fazın oluşması gibi ciddi dezavantajları vardır. Parçalar ve bunların önemli dengesiz deformasyonları. Nitrürlenmiş yüzeylerin işlenmesinde ana işlem olan taşlama, uzun ve emek yoğun bir işlemdir.
İşlem iyon nitrürleme parçaların katot olduğu ve topraklanmış oda gövdesinin anot olduğu bir vakumlu çalışma odasında gerçekleştirilir. Azot içeren bir atmosferde düşük basınçta, parçalar ile hazne gövdesi arasına bir elektrik potansiyelinin uygulanması, gazın iyonlaşmasına neden olur. İyon bombardımanı sonucunda parçalar istenilen sıcaklığa ısıtılır ve nitrojenle doyurulmuş yüzey güçlendirilir.
Tipik olarak nitrürleme, nitrojenin tercihli difüzyonunun meydana geldiği 60°C'nin altındaki sıcaklıklarda gerçekleştirilir. Azotun difüzyon transfer hızı sıcaklığa, konsantrasyon gradyanına, baz malzemenin bileşimine ve yapısına ve diğer faktörlere bağlıdır. Nitrojen atomlarının difüzyonu, kristal yapıdaki boşluklar, dislokasyonlar ve diğer kusurlar boyunca meydana gelir. Difüzyonun bir sonucu olarak yüzey katmanındaki nitrojen konsantrasyonu derinlikte değişir.
Nitrürleme işleminin en büyük ivmesi, parça (katot) ve anot arasındaki seyrekleştirilmiş bir atmosferde bir ışıltılı deşarj uyarıldığında, bir akkor deşarj plazmasında elde edilir. Gaz iyonları katodun yüzeyini bombardıman eder ve onu 470-580C sıcaklığa kadar ısıtır. Pozitif yüklü nitrojen iyonları, bir elektrostatik alanın enerjisinin etkisi altında, parçanın yüzeyine dik olarak belirli bir hızda hareket eder ve 800 V potansiyel farkta bir kızdırma deşarj plazmasında elde edilen bir nitrojen iyonunun enerjisi, Ayrışmış amonyakta fırında nitrürleme sırasında nitrojen atomunun enerjisinden yaklaşık 3000 kat daha yüksektir. Azot iyonları parçanın yüzeyini ısıtır ve aynı zamanda yüzeyden demir atomlarını püskürtür (katot püskürtme). Demir atomları kızdırma deşarj plazmasındaki nitrojenle birleşerek parçanın yüzeyinde ince bir tabaka halinde biriken demir nitrürü oluşturur. Daha sonra, FeN katmanının nitrojen iyonları ile bombardımanına, düşük FeNFe3NFe4N nitrürlerin ve -demir Fe(N) içerisinde katı bir nitrojen çözeltisinin oluşumu eşlik eder. Düşük nitrürün ayrışması sırasında oluşan nitrojen, parçanın malzemesinin derinliklerine yayılır ve demir tekrar plazmaya püskürtülür.
Fırın ısıtmasının aksine, iyon nitrürleme sırasında (ışıma deşarj plazmasında) parçalar, yükün kütlesiyle orantılı olarak tüketilen plazma enerjisi kullanılarak ısıtılır. Bu durumda masif duvarlı sobalara gerek yoktur.
Kolayca pasifleştirilen yüksek kromlu paslanmaz çeliklerin nitrürlenmesi, gazlı ortama mutlaka hidrojen eklenmesini gerektirir. Çeşitli sınıflardaki çeliklerin iyon nitrürlenmesi sırasında yüzeyde -fazı olmayan yüksek kaliteli difüzyon katmanları elde etmek için, yaklaşık 13 Pa basınçta ve yaklaşık 1000 V voltajda hidrojende katot püskürtme aşamasının gerçekleştirilmesi tavsiye edilir. ve 133-1330 Pa basınçta bir (%3-5) hidrojen ve (%95-97) nitrojen karışımı içinde doyma aşaması. Bu bileşimin gaz ortamı, çalışma odasının hacmi boyunca kafese yerleştirilen parçalar üzerinde eşit kalınlıkta difüzyon katmanları sağlar. İkinci aşamada (nitrürleme) karışımın basıncındaki artış, difüzyon katmanının derinliğinde bir artışa katkıda bulunur.
İyon nitrürleme işleminin süresinin, mevcut seri teknoloji kullanılarak fırın nitrürleme işleminin yaklaşık yarısı kadar olduğu tespit edilmiştir. Difüzyon katmanının derinliğinin, iyon nitrürleme sırasında ve ayrıca fırın nitrürleme sırasında doyma süresine bağımlılığı parabolik bir karaktere sahiptir. İyon nitrürleme sıcaklığının katman derinliği üzerindeki etkisi üstel değere yakın bir bağımlılığa sahiptir.
Ayrışmış amonyakla geleneksel nitrürleme sırasında çoğu çelik için maksimum sertlik yüzeyden belli bir mesafede bulunur ve kırılgan bir faz olan yüzey katmanı genellikle taşlanır. İyon nitrürleme sonucunda yüzey maksimum sertliğe sahip olur. "Şaft" tipi nitrürlenmiş parçaların çapları, kural olarak, genellikle tolerans aralığına giren 30-40 mikron kadar değişir. Bu nedenle, iyon nitrürleme ve temizliğin sağlanmasından sonra yüzeyin yüksek kalitesi dikkate alındığında, işlememek veya cilalama veya hafif alıştırma ile sınırlandırmak mümkündür.
Temel tesiste iyon nitrürleme kullanılarak, kesilmesi zor, ısıya dayanıklı nikel, titanyum ve paslanmaz çeliklerden yapılmış parçaların imalatında kesici takımların ve sıcak şekillendirme kalıplarının dayanıklılığının artırılmasında yüksek verimlilik elde etmek mümkün oldu.
Parçaların iyon nitrürleme işleminin endüstride tanıtılması ve kullanılması uygulaması, bu işlemin seri üretime yaygın şekilde uygulanmasının uygulanabilirliğini göstermiştir. İyon nitrürleme işlemi şunları sağlar:
Nitrürlenmiş parçaların servis ömrünü artırın;
Diğer sertleştirme yöntemlerinin kullanımının zor veya imkansız olduğu parçaların sertleştirilmesini sağlamak;
Elektrokaplama işlemini ortadan kaldırarak üretimin emek yoğunluğunu azaltın;
Bazı durumlarda nitrürleme sonrasında taşlamadan kaçının;
Nitrürleme döngüsünün süresini 2 kattan fazla azaltın;
İş sağlığını iyileştirin.
Uçak motorlarının üretiminin özel bir özelliği, nitrürleme ile güçlendirilmiş olanlar da dahil olmak üzere çok çeşitli çelik kaliteleridir. İyon nitrürlemenin teknolojik sürecinin gelişmesinden önce, bu yabancı ve yerli araştırma alanındaki başarıların derin bir analizi yapılmıştır.
İyon nitrürleme ile güçlendirme, perlitik, östenitik, martensitik, geçiş sınıflarının yapısal çelikleri, aşağıdaki malzemelerin maraj çelikleri üzerinde incelenmiştir: 38Х2МУА, 30Х3ВА, 38ХА, 40ХА, 13Х11Н2В2МФ (EI961), 45Х14Н14В2М ( ЭИ69), 25Х18Н8 B2, 40Х10С2М, 14Х10С2М , 14Х17Н2, 15Х15К5Н2МВФАБ -Sh (EP866), 30Kh2NVA, 16Kh3NVFAB-Sh, (DI39, VKS-5), N18K9M5T (MS200), vb. Araştırmanın amacı, fırın nitrürlemesini dönüştürmek amacıyla teknolojik süreçlerin geliştirilmesidir. Parçalardan iyona, parçaların karbürizasyon yerine iyon nitrürlenmesine yönelik yeni teknolojik süreçlerin yanı sıra daha önce kimyasal-termal işlemle güçlendirilmemiştir.
Korozyon koşulları altında düşük temas basınçlarında aşınmaya maruz kalan parçalar için, sürtünme yüzeylerinin alışmasının ve korozyon direncinin bağlı olduğu, gelişmiş bir nitrür bölgesine sahip bir difüzyon katmanının elde edilmesi gerekir.
Artan temas yükleri ile aşınma koşulları altında döngüsel yükler altında çalışan parçalar için, geniş bir dahili nitrürleme bölgesine sahip bir katman elde etmeye çalışılmalıdır.
Katman yapısını değiştirmek, çeşitli katman ve çekirdek kombinasyonlarının elde edilmesine olanak tanır. Bu, çeşitli parça grupları için çok sayıda nitrürleme örneğiyle doğrulanır.
Teknolojik süreçleri geliştirirken, parametrelerini optimize etmek için ana teknolojik faktörlerin iyon nitrürleme sırasında difüzyon katmanının kalitesi ve operasyonel özellikleri üzerindeki etkisi üzerine kapsamlı sistematik çalışmalar yapılmıştır.
Amonyağın tamamen ayrışmasıyla bileşime karşılık gelenler de dahil olmak üzere karışımdaki yüksek hidrojen içeriği, nitrürlenmiş yüzey üzerinde - fazına (Fe2N) kadar tek tabaka halinde nitrür fazlarının oluşumunu destekler. Ek olarak, hem karışımın hazırlandığı karıştırıcı silindirinde hem de çalışma odasında yüksek hidrojen içeriğine sahip bir nitrojen karışımı, belirli bir süre sonra nitrürlenmiş tabakanın derinliğini ve ayrıca yüzeydeki düzgünsüzlüğünü etkilemeye başlar. şarj hacmi boyunca parçalar. İyon nitrürleme sırasında gazlı bir ortamda bulunan hidrojen, sertleşen yüzeydeki oksitler için indirgeyici bir madde görevi görür ve bu, nitrojenin metalle doğrudan temasını ve etkileşimini önler.
Normal kalitedeki çelikler, hidrojen katkısı olmadan saf nitrojende nitrürlenir. Ancak nitrürlenmiş katmanların derinliği her zaman aynı değildir.
Çalışma odasındaki basıncın nitrürlenmiş tabakanın kalitesi üzerindeki etkisine ilişkin çalışmalar sonucunda, ilk aşamanın (katot püskürtme) hidrojende yaklaşık 13 Pa basınçta ve voltajda yapılması önerilebilir. yaklaşık 1000 V. İkinci aşamadaki (nitrürleme) karışımın basıncının arttırılması, difüzyon katmanının derinliğinde bir artışa katkıda bulunur ve İyonik nitrürleme 133-1330 Pa basınçta yapılmalıdır.
Difüzyon katmanlarının kalitesi sıcaklıktan ve işlem süresinden etkilenir. Şekil, bu faktörlerin, bileşimleri farklı olan ve çeşitli sınıfların tipik temsilcileri olan bazı çeliklerin katman derinliği üzerindeki etkisini göstermektedir.
İyon nitrürleme işleminin süresinin, mevcut seri teknoloji kullanılarak fırın nitrürleme işleminin yaklaşık yarısı kadar olduğu tespit edilmiştir.
Mikrosertliğin nitrürlenmiş tabakanın derinliği boyunca dağılımı önemli bir performans özelliğidir. Ayrışmış amonyakla geleneksel nitrürleme sırasında çoğu çelik için maksimum sertlik yüzeyden belli bir mesafede bulunur ve kırılgan bir faz olan yüzey katmanı genellikle taşlanır. Tüm çeliklerin iyon nitrürlenmesi sonucunda yüzey maksimum sertliğe kavuşur. Bu nedenle, iyon nitrürleme sonrası yüzeyin yüksek kalitesi ve temizliğin sağlanması dikkate alındığında, işlenmeden bırakılabilir veya cilalama veya hafif alıştırma ile sınırlandırılabilir.
İyon nitrürlemeden sonra tüm çeliklerin yüzeyinde faz kalmaz. İyon nitrürleme sırasında yüzeyde -fazının bulunmaması, muhtemelen, nitrojen içeriğini doğrudan metal üzerinde azaltan oksitlerin bariyer etkisinden, katot püskürtmesinden ve -fazının vakumda ve parlak deşarj plazmasındaki düşük stabilitesinden kaynaklanmaktadır.
Analardan biri performans özellikleri Uçak motorlarının ve uçakların birçok parçası aşınmaya dayanıklıdır.
Aşınma direnci çalışması hem nitrürlenmiş numunelerin yüzeyinden hem de 0,03-0,06 mm derinliğe kadar taşlama sonrasında gerçekleştirildi.
Seri üretimde esas olarak üç tip parça iyon nitrürlemeye tabi tutulur. Bunlar, ayrışmış amonyakta geleneksel nitrürleme işlemine tabi tutulan parçalar, ürün üzerinde küçük ve orta düzeyde iş yükü olan çimentolu parçalar ve daha sonra taşlama yoluyla iyileştirmenin imkansızlığı nedeniyle kimyasal-termal işlemle sertleştirmeye tabi tutulmayan önemli aşınmaya sahip parçalardır. karmaşık geometrik şekle.
Geniş bir nitrürlenmiş parça yelpazesiyle 50 saate ulaşan uzun süreli izotermal maruz kalma, genellikle üretim ritmini bozar. Seri teknolojinin bir diğer önemli dezavantajı, nitrürlemeye karşı koruma sağlamak için kullanılan galvanik kaplamaların uygulanması ve çıkarılmasıyla ilgili parçaların imalatındaki yüksek emek yoğunluğudur. Nitrürlenmiş parçaların, özellikle karmaşık konfigürasyonların taşlanmasına bazen, pratik olarak kontrol tarafından tespit edilmeyen ve yalnızca kusurlu tabakanın erken aşınması sonucu bir üretim motorunda çalışma sırasında ortaya çıkan düzensiz kusurlar eşlik eder. Özellikle 15Kh16K5N2MVFAB gibi karmaşık alaşımlı çelikten parçalar taşlanırken, bazen artık gerilimlerin gevşemesi nedeniyle keskin kenarlarda ve nitrürlemeden hemen sonra silindirik yüzeyden uç yüzeye geçiş yerlerinde çatlaklar oluşur.
Son olarak üretilen parçaların iyon nitrürleme yoluyla sertleştirmeye tabi tutulması tavsiye edilir. Bunun nedeni, iyon nitrürleme sonrasında yüzeyin kendisinin veya ona yakın katmanların maksimum sertliğe ve aşınma direncine sahip olması, geleneksel nitrürleme sonrasında ise yüzeyden belirli bir mesafede bulunan katmanların daha verimli olmasıdır.
Üretim sırasında "şişme" payını hesaba katmak için iyon nitrürlemenin parçaların boyutlarındaki değişiklikler üzerindeki etkisi araştırıldı. Çalışmalar parçaların tipik temsilcileri üzerinde yürütüldü. Boyut değişikliklerine göre parça dağılımına ilişkin istatistikler oluşturuldu. Şaft tipi parçaların iyon nitrürleme sonrasında çapları artar. Burçlar ve küreler için dış çap artar, iç çap azalır. Çoğu nitrürlenmiş parça için çap 30 - 40 mikron değişti.
Bazı parçalar işlemenin tamamlanmasından sonra nitrürlendi ve boyutsal sapmalar tolerans aralığı dahilindeydi. Böylece, parçaların imalat prosesi sırasında, nitrürlenmiş yüzeyin taşlanması gibi emek yoğun bir işlem ortadan kaldırılmıştır. Bu durum sertleştirilmiş parça yelpazesinin genişletilmesini mümkün kılar; mekanik restorasyon sertleştikten sonra zor veya imkansızdır (örneğin bandaj gibi kavisli kısımlar).
Ekipman nitrürlenmemiş yüzeyleri korumak için geliştirilmiş ve üretilmiştir. Parçaların iyon nitrürlenmesi sırasında, fırında nitrürlemenin aksine, nitrürlemeye tabi olmayan yüzeylerin korunması teknolojik açıdan en gelişmiş olanıdır. Fırın nitrürleme sırasında nitrürlenmemiş yüzeyleri korumak için kullanılan nikel kaplama ve kalaylama, emek yoğun işlemlerdir ve her zaman gerekli kalite koruma. Ayrıca nitrürlemeden sonra çoğu zaman bu kaplamaların kimyasal veya mekanik yollarla uzaklaştırılması gerekir.
İyon nitrürleme sırasında nitrürlemeyen yüzeylerin korunması, nitrürlemeye tabi olmayan yüzeyle yakın temas halinde olan metal elekler kullanılarak gerçekleştirilir (boşluk 0,2 mm'den fazla değildir). Bu yüzey kızdırma yüküne maruz kalmaz ve bu nedenle nitrürlemeye karşı güvenilir bir şekilde korunur. Parçaları nitrürlerken, düzlemler, iç ve dış silindirik yüzeyler, dişli yüzeyler vb. gibi çeşitli yüzeylerden oluşan ekranlar kullanılarak nitrürlemeye karşı koruma defalarca kullanıldı. Uygulama, bu koruma yönteminin güvenilirliğini ve rahatlığını göstermiştir. Bu amaçlara yönelik cihazlar tekrar tekrar kullanılabilir. Nitrasyona tabi tutulmayan parçaların yüzeyleri son olarak işlenebilir.
İyon nitrürleme işlemi şunları sağlar:
nitrürlenmiş parçaların servis ömrünü uzatmak;
diğer sertleştirme yöntemlerinin kullanımının zor veya imkansız olduğu parçaların sertleştirilmesini sağlamak;
elektrokaplama işlemlerini ortadan kaldırarak üretimin emek yoğunluğunu azaltmak;
bazı durumlarda nitrürlemeden sonra öğütmeyi reddedin;
nitrürleme döngüsünün süresini yarıdan fazla azaltmak;
mesleki hijyeni iyileştirin.
Şu anda endüstride üç farklı nitrürleme türü kullanılmaktadır: yüzey katmanının yüksek sertliğini elde etmek, korozyon önleyici iyonik ve "yumuşak" nitrürleme vb.
Yapısal çeliklerden üretilen parçalarda yüksek sertlik elde etmek için işlem 500 ila 520C arasındaki sıcaklıklarda 90 saate kadar gerçekleştirilir. Amonyak ayrışmasının derecesi, arzına göre düzenlenir ve %15 ile %60 arasında değişir. Tek aşamalı nitrürleme modunda işlem sabit bir sıcaklıkta (500520C) gerçekleştirilir ve ardından 560570C'ye yükseltilir. Düşük sıcaklıklarda, bu ilk önce ince dağılmış nitrürlerle nitrojenle iyice doyurulmuş ince bir tabakanın oluşmasına yol açar ve daha sonra artan sıcaklıkla difüzyon hızı artar ve nitrürlenmiş tabakanın gerekli kalınlığını elde etmek için gereken süre azalır. İki aşamalı nitrürleme döngüsü, çeliğin nitrojenle doyurulma işleminin süresini 22,5 kat azaltır.
Nitrürleme sürecini iyileştirirken aşağıdaki önemli görevlerin çözülmesi gerekir:
belirtilenlerin sağlanmasını sağlayan düzenlenmiş bir sürecin oluşturulması gaz bileşimi difüzyon katmanının yapısı ve derinliği;
nitrürlenmiş tabakanın oluşum sürecinin yoğunlaşması.
Nitrürleme işleminin doğrudan kontrolü için temelde yeni iki yöntem geliştirilmiştir; bunlardan biri fırın atmosferinin nitrojen potansiyelinin iyonik bileşimi (iyonik dissosiyamerler) aracılığıyla değerlendirilmesine izin verir ve diğeri doğrudan kontrol olasılığını açar. nitrürleme işlemi sırasında difüzyon kaplamalarının oluşumunun kinetiğinin analizi (girdap akımı analizörleri). Azot potansiyeli bir iyonizasyon sensörü kullanılarak izlenir. geri bildirim bir karıştırma sistemi ile.
Nitrürleme için teknolojik sürecin programlı kontrolüne sahip niteliksel olarak yeni tesisler kullanılmalıdır. Nitrürleme işleminin yoğunlaştırılması, doyma sıcaklığının arttırılması, atmosferin aktivitesinin düzenlenmesi, bileşiminin değiştirilmesi ve ayrıca manyetik alanların kullanılması ve çeşitli türler elektriksel deşarjlar (kıvılcım, korona, parlama).
Kimyasal-ısıl işlem sırasında, doymuş katmanın derinliği bazı durumlarda gerekenden daha fazladır, bazılarında ise gerekenden daha azdır, bazen eğrilme ve deformasyon meydana gelir, doymuş katmanda çatlaklar vb. meydana gelir. Evliliğin özellikleri kimyasal-ısıl işlem Görünüşünün ana nedenleri, kusurları gidermeye yönelik önlemler tabloda verilmiştir.
AV. ARZAMASOV
MSTU im. N. E. Bauman
ISSN 0026-0819. “Metal bilimi ve metallerin ısıl işlemi”, No. 1. 1991
Östenitik çeliklerden yapılmış parçaların yüzeyinin aşınma direncini arttırmak amacıyla yeni iyon nitrürleme üretim proseslerinin geliştirilmesi acil bir görevdir
Östenitik çeliklerin nitratlanması zordur, çünkü yüzey oksit filmleri nitrojenle doymayı önler ve ostenitteki nitrojenin difüzyon katsayısı ferritten daha azdır. Bu bağlamda, geleneksel nitrürleme sırasında oksit filmlerini çıkarmak için çelik yüzeyin ön işlemine tabi tutulması veya pasifliği gidericilerin kullanılması gereklidir.
Östenitik çeliklerin çoğunun geleneksel nitrürlenmesi, 560-600 ° C'de 48-60 saat boyunca amonyak içinde gerçekleştirilir, ancak bu modlar, 0,12-0,15 mm'den daha kalın ve 45Х14Н14В2М (EI69) çeliğinde difüzyon katmanlarının elde edilmesine izin vermez. ) 100 saatlik nitrasyonla bile difüzyon tabakasının 0,12 mm'den fazla kalınlığını elde etmek imkansızdır. Fırındaki nitrürleme sıcaklığının 700 ° C'nin üzerine çıkması, amonyağın daha tam bir ayrışmasına yol açar ve sonuç olarak, sürecin aktivitesinde bir azalmaya neden olur.
Kural olarak, geleneksel nitrürleme sonrasında östenitik çeliklerin yüzey katmanlarının korozyon direnci bozulur.
Östenitik çeliklerin iyon nitrürlenmesi, nitrojenin difüzyon katsayısının arttırılmasına yardımcı olur ve pasifleştiricilerin kullanımını gerektirmez. Aynı zamanda prosesin süresi kısalır ve elde edilen nitrürlenmiş katmanların kalitesi artar.
Bununla birlikte, östenitik çeliklerin önceden geliştirilen rejimlere göre iyon nitrürlenmesi, uzun süreli maruz kalma durumlarında bile büyük kalınlıkta difüzyon katmanları elde etmeyi mümkün kılmadı.
Termodinamik hesaplamalara ve deneysel çalışmalara dayanarak, östenitik çeliklerden yapılmış parçaların iyon nitrürleme modu geliştirildi; bu, nispeten kısa sürede yüksek kaliteli, derin, aşınmaya dayanıklı, manyetik olmayan, korozyona dayanıklı difüzyon katmanları elde etmeyi mümkün kılıyor. Kimyasal-ısıl işlem sırasında parçaların yüzeyinden oksit filmler çıkarıldı.
Standart östenitik çelikler 45Х14Н14В2М (ЭИ69), 12Х18Н10Т (ЭЯ1Т) incelendi; 25Х18Н8В2 (ЭИ946) ve Bulgaristan Bilimler Akademisi Metalurji ve Metal Teknolojisi Enstitüsü tarafından geliştirilen deneysel yüksek nitrojenli olanlar - Х14АГ20Н8Ф2М (%0,46 N), Х18АГ11Н7Ф (%0,70 N), Х18АГ12Ф (%0,88 N), Х18АГ20Н7Ф ( 1. %09 N), X18AG20F (%1,02 N), X18AG20F (%2,00 N).
Çelikler üzerindeki difüzyon katmanlarının yapısı metalografik, X-ışını kırınımı ve mikro-X-ışını spektral analizleri kullanılarak incelenmiştir. Nitrürlenmiş östenitik çeliklerin yüksek aşınma direncine ilişkin yapısal kriterin, difüzyon tabakasında CrN tipi nitrürlerin varlığı olduğu tespit edilmiştir. ISM-35 CF, Cameca MS-46, Camebax 23-APR-85 mikroanalizörleri kullanılarak elde edilen kimyasal elementlerin konsantrasyon eğrilerinin analizi, diğer ağır elementlerle karşılaştırıldığında kromun katman kalınlığı boyunca en ani şekilde dağıldığını gösterdi. Numunelerin çekirdeğinde kromun dağılımı eşittir.
Difüzyon katmanının kalınlığı boyunca nitrojen ve kromun dağılımını incelemek için yapılan deneylerin tekrar tekrar tekrarlanması, konsantrasyonlarında eşzamanlı ani değişiklikler olduğunu ortaya çıkardı. Ek olarak, katman katman aşınma testlerinin gösterdiği gibi, maksimum nitrojen ve krom içeriğine sahip difüzyon katmanının mikro bölgesi en yüksek aşınma direncine sahiptir (Tablo 1).
Tablo 1.
| H, µm | Kimyasal elementlerin içeriği, % | ε | |||
| C | N | CR | Ni | ||
| 20 | 0,70 | 10,0 | 19,0 | 11,0 | 9,5 |
| 40 | 0,85 | 12,0 | 25,0 | 8,0 | 10,7 |
| 45 | 0,88 | 15,0 | 25,0 | 8,0 | 11,2 |
| 50 | 0,92 | 10,0 | 25,0 | 8,0 | 11,0 |
| 70 | 0,90 | 0 | 14,0 | 12,0 | 1,7 |
| * — dinlenme Fe Notlar: 1. Bir Skoda-Savin makinesinde aşınma testleri yapıldı. 2. Bağıl aşınma direnci, standarttaki (sertliği 51 HRC olan çelik numune) ve test numunesindeki aşınmış deliklerin hacimlerinin oranıyla belirlendi ε = V fl / V arr (çekirdeğin bağıl aşınma direnci ε = 0,08) ). |
|||||
Nitrürlenmiş östenitik çeliklerin yapısının mikro-X-ışını spektral analizi kullanılarak daha fazla incelenmesi, yüksek nitrojen ve krom içeriğine sahip difüzyon katmanlarının mikrobölgelerinde azaltılmış bir karbon, nikel ve demir konsantrasyonunun gözlendiğini tespit etmeyi mümkün kıldı ( Tablo 1).
Karakteristik krom Ka radyasyonunda alınan nitrürlenmiş çelik 45Х14Н14В2М katmanının ve çekirdeğinin mikro yapısının karşılaştırmalı bir analizi, difüzyon katmanının çekirdekten daha fazla "beyaz nokta" - krom bileşiği - kümesi içerdiğini gösterdi.
F 1.067 manyetoskop kullanarak manyetik geçirgenliğin katman katman ölçümleri ve bir MF-10I ferritometrede ferrit fazı içeriğinin belirlenmesi, ostenitik çeliklerden yapılmış parçaların iyon nitrürlenmesine yönelik geliştirilen yöntemin manyetik olmayan difüzyon üretimine katkıda bulunduğunu gösterdi. katmanlar (Tablo 2).
Tablo 2.
Ayrıca 45Х14Н14В2М ve Х14AG20Н8Ф2М tipi nitrürlenmiş çeliklerin tatmin edici korozyon direncine sahip olduğu da bulunmuştur.
Yeni bir şekilde teknolojik süreç 45Х14Н14В2М çelikten yapılmış bir grup dişli işlendi. Parçalar teknik gereksinimleri karşıladı. Mikro ve makroyapısal analiz, dişlilerde 270 mikron kalınlığında yüksek kaliteli, düzgün bir difüzyon katmanının varlığını doğruladı.
Uzun endüstriyel testlerden sonra dişlilerde gözle görülür hiçbir kusur bulunamadı. Daha fazla kontrol, dişlilerin geometrik boyutlarına uygunluğu gösterdi teknolojik gereksinimler mikroyapısal analizle doğrulanan parçaların çalışma yüzeylerinde aşınmanın olmaması.
Çözüm.Östenitik çeliklerden yapılmış parçaların gelişmiş iyon nitrürleme modu, işlem süresinin 5 kattan fazla azaltılmasını mümkün kılarken, katmanın kalınlığı 3 kat artar ve katmanın aşınma direnci 2 kat artar. geleneksel nitrürleme sonrasındaki benzer parametrelerle karşılaştırıldığında. Ayrıca emek yoğunluğu azaltılır, üretim standartları iyileştirilir ve çevresel durum iyileştirilir.
Kaynakça:
1.
Aşamalı kimyasal-ısıl işlem yöntemleri / Ed. G. N. Dubinina, Ya. M.: Makine Mühendisliği, 1979. 184 s.
2.
Nitrürleme ve karbonitrasyon / R. Chatterjee-Fisher, F.W. Eizell, R. Hoffman ve diğerleri: Trans. onunla. M.: Metalurji, 1990. 280 s.
3.
Gibi. 1272740 SSCB, MKI S23S8/36.
4.
Bannykh O. A., Blinov V. M. Dağılımla sertleşen manyetik olmayan vanadyum içeren çelikler. M.: Nauka, 1980. 192 s.
5.
Rashev T.V. Alaşımlı çelik üretimi. M.: Metalurji, 1981. 248 s.
İyon plazma nitrürleme (IPA), dökme demir, karbon, alaşımlı ve alaşımlı ürünlerin kimyasal-termal işlemine yönelik modern bir güçlendirme yöntemidir. takım çelikleri, titanyum alaşımları, metal seramikler, toz malzemeler. Yüksek verim teknolojisi, derinlik ve yüzey sertliğine ilişkin özel gereksinimlere bağlı olarak, farklı bileşime sahip bir difüzyon katmanının oluşumunu etkileyen farklı gaz ortamları kullanılarak elde edilir.
İyon-plazma yöntemiyle nitrürleme, sürtünmeye ve kimyasal korozyona maruz agresif ortamlarda çalışan yüklü parçaların işlenmesiyle ilgilidir, bu nedenle takım tezgahı yapımı, otomotiv ve sanayi de dahil olmak üzere mühendislik endüstrisinde yaygın olarak kullanılır. Havacılık endüstrisi yanı sıra petrol ve gaz, yakıt ve enerji ve madencilik sektörlerinde, takım ve yüksek hassasiyetli imalatta.
İyon nitrürleme yoluyla yüzey işleme sürecinde, metallerin yüzey özellikleri ve makinelerin, motorların, takım tezgahlarının, hidroliklerin, hassas mekaniklerin ve diğer ürünlerin kritik parçalarının operasyonel güvenilirliği iyileştirilir: yorulma ve temas mukavemeti, yüzey sertliği ve dayanıklılık çatlama artar, aşınma ve yırtılma direnci, ısı ve korozyon direnci artar.
İyon plazma nitrürlemenin avantajları
IPA teknolojisinin bir dizi yadsınamaz avantajı vardır; bunlardan en önemlisi, özelliklerde minimum değişiklikle istikrarlı işleme kalitesidir. Kontrollü gaz difüzyonu ve ısıtma işlemi eşit kapsama alanı sağlar Yüksek kalite, verilen faz bileşimi ve yapısı.
- Nitrürlenmiş parçaların yüksek yüzey sertliği.
- İşlendikten sonra parçalarda deformasyon olmaz ve yüzey temizliği yüksektir.
- Çeliğin işlem süresinin 3-5 kat, titanyum alaşımlarının ise 5-10 kat azaltılması.
- Nitrürlenmiş yüzeyin servis ömrünü 2-5 kat artırır.
- Kör ve açık delikleri işleme imkanı.
Düşük sıcaklık rejimi çeliğin yapısal dönüşümlerini ortadan kaldırır, yorulma arızaları ve hasar olasılığını azaltır ve martenzit riski olmadan herhangi bir hızda soğumaya izin verir. 500 °C'nin altındaki sıcaklıklarda işlem, özellikle alaşımlı takım, yüksek hız ve maraj çeliklerinden yapılan ürünlerin güçlendirilmesinde etkilidir: çekirdeğin sertliğini (55-60 HRC) değiştirmeden performans özellikleri artar.
Çevre dostu iyon plazma nitrürleme yöntemi, orijinal yüzey pürüzlülüğünü Ra=0,63...1,2 mikron aralığında korurken parçaların bükülmesini ve deformasyonunu önler - bu nedenle IPA teknolojisi bir son işlem işlemi olarak etkilidir.
İşlem teknolojisi
IPA tesisleri, 0,5-10 mbar basınçta seyreltilmiş bir atmosferde çalışır. Katot-anot sistemi prensibiyle çalışan odaya iyonize bir gaz karışımı verilir. İşlenmekte olan iş parçası ile vakum odasının duvarları arasında bir akkor darbe deşarjı oluşur. Etkisi altında oluşturulan, yüklü iyonlardan, atomlardan ve moleküllerden oluşan aktif ortam, ürünün yüzeyinde nitrürlenmiş bir katman oluşturur.
Doyurucu ortamın bileşimi, sıcaklığı ve işlem süresi nitrürlerin nüfuz derinliğini etkileyerek ürünlerin yüzey katmanının sertliğinde önemli bir artışa neden olur.
Parçaların iyonik nitrürlenmesi
İyon nitrürleme, makine parçalarını, çalışma aletlerini ve sınırsız boyut ve şekillerdeki teknolojik ekipmanları sertleştirmek için yaygın olarak kullanılır: dişli çarkları, krank milleri ve eksantrik milleri, konik ve silindirik dişliler, ekstrüderler, karmaşık geometrik konfigürasyonlara sahip kaplinler, vidalar, kesme ve delme aletleri, mandreller, damgalama ve kalıplama için kalıplar ve zımbalar.
Bir dizi ürün için (ağır iş araçlarına yönelik büyük çaplı dişliler, ekskavatörler vb.), IPA elde etmenin tek yoludur. bitmiş ürün Minimum kusur yüzdesi ile.
IPA yöntemi kullanılarak sertleştirildikten sonra ürünlerin özellikleri
İyon nitrürleme yöntemi kullanılarak dişlilerin sertleştirilmesi, bükülme yorulma testleri sırasında dişlerin dayanıklılık sınırını 930 MPa'ya çıkarır, takım tezgahlarının gürültü özelliklerini önemli ölçüde azaltır ve pazardaki rekabet güçlerini artırır.
İyon plazma nitrürleme teknolojisi, enjeksiyon kalıplamada kullanılan kalıpların yüzey katmanını sertleştirmek için yaygın olarak kullanılır: nitrürlenmiş katman, metalin sıvı jet besleme bölgesine yapışmasını önler ve kalıp doldurma işlemi daha az türbülanslı hale gelir, bu da kalıpların servis ömrünü uzatır ve yüksek kaliteli döküm sağlar.
İyon plazma nitrürleme, R6M5, R18, R6M5K5, R12F4K5 ve diğerlerinden yapılmış çelik kalitelerinden yapılan damgalama ve kesme takımlarının aşınma direncini, kesme koşullarında eşzamanlı bir artışla birlikte 4 kat veya daha fazla artırır. Takımın nitrürlenmiş yüzeyi, azaltılmış sürtünme katsayısı nedeniyle talaşların daha kolay çıkarılmasını sağlar ve ayrıca talaşların kesici kenarlara yapışmasını önleyerek ilerleme ve kesme hızının artırılmasına olanak tanır.
Ionmet şirketi yapısal malzemelerin yüzey sertleştirilmesine yönelik hizmetler sunmaktadır çeşitli türlerİyon-plazma nitrürleme yöntemini kullanan parçalar ve aletler - doğru seçilmiş mod, nitrürlenmiş katmanın sertliği ve derinliği için gerekli teknik göstergeleri elde etmenize olanak tanıyacak ve ürünün yüksek tüketici özelliklerini sağlayacaktır.
- İnce ve kaba modül dişlilerin, krank millerinin ve eksantrik millerinin, kılavuzların, burçların, manşonların, vidaların, silindirlerin, kalıpların, aksların vb. yüzey katmanının güçlendirilmesi.
- Krank millerinin ve eksantrik millerinin, iticilerin, valflerin, dişlilerin vb. döngüsel ve titreşimli yüklerine karşı artan direnç.
- Aşınma direncini ve korozyon direncini arttırır, kalıpları, pres ve çekiç kalıplarını, derin çekme zımbalarını, kalıpları dökerken metal yapışmasını azaltır.
Nitrürleme işlemi modern otomatikleştirilmiş tesislerde gerçekleşir:
- masa Ø 500 mm, yükseklik 480 mm;
- Masa Ø 1000 mm, yükseklik 1400 mm.
Ionmet şirketinin uzmanlarından sertleştirme işlemine yönelik tüm ürün yelpazesinin yanı sıra karmaşık geometriye sahip büyük parçaların nitrürleme olasılığını da kontrol edebilirsiniz. Belirlemek için teknik özellikler nitrürleme ve işbirliğine başlama, bize bir çizim gönderme, çelik kalitesini ve parçaların üretimi için yaklaşık teknolojiyi belirtme.
20.01.2008İyon plazma nitrürleme (IPA)- Bu, 450 ° C sıcaklıkta bir nitrojen-hidrojen plazmasında çelik (dökme demir) yüzey tabakasının nitrojen veya nitrojen ve karbon ile difüzyon doygunluğunu sağlayan, makine parçalarının, aletlerin, damgalama ve döküm ekipmanlarının bir tür kimyasal-termal işlemidir. -600 °C'nin yanı sıra nitrojen plazmasında 800-950 °C sıcaklıkta titanyum veya titanyum alaşımları.
İyon plazma nitrürlemenin özü, iş parçalarının yerleştirildiği katot ile rolü vakum odasının duvarları tarafından oynanan anot arasında 200-000 Pa'ya boşaltılan nitrojen içeren bir gaz ortamında, anormal bir durum olmasıdır. kızdırma deşarjı uyarılır ve aktif bir ortam (iyonlar, atomlar, uyarılmış moleküller) oluşturulur. Bu, ürünün yüzeyinde, altında yer alan bir difüzyon bölgesi ile bir dış nitrür bölgesinden oluşan nitrürlenmiş bir tabakanın oluşmasını sağlar.
Doymuş gazın bileşimini, basıncı, sıcaklığı ve tutma süresini değiştirerek, belirli bir yapının gerekli faz bileşimine sahip katmanlarını elde etmek, çeliklerin, dökme demirlerin, titanyumun veya alaşımlarının özelliklerinin sıkı bir şekilde düzenlenmesini sağlamak mümkündür. Sertleştirilmiş yüzeyin özelliklerinin optimizasyonu, temel malzemeye doğru büyüyen nitrür ve difüzyon katmanlarının gerekli kombinasyonu ile sağlanır. Bağlı olarak kimyasal bileşim Nitrür tabakası ya y-fazıdır (Fe4N) ya da e-fazıdır (Fe2-3N). E-nitrür tabakası korozyona dayanıklıdır, y-nitrür tabakası ise aşınmaya dayanıklıdır ancak nispeten esnektir.
Aynı zamanda iyon plazma nitrürleme yardımıyla aşağıdakileri elde etmek mümkündür:
Aşınmaya maruz kalan parçalar için yüksek korozyon direnci ve sürtünen yüzeylerin aşınabilirliğini sağlayan gelişmiş nitrür bölgesine sahip difüzyon katmanı
nitrür bölgesi olmayan difüzyon katmanı - kesme, damgalama aletleri veya çalışan parçalar için yüksek basınçlar alternatif yüklerle.
İyon plazma nitrürleme, ürünlerin aşağıdaki özelliklerini iyileştirebilir:
aşınma direnci
yorgunluk dayanıklılığı
sürtünme önleyici özellikler
ısı dayanıklılığı
korozyon direnci
Yöntemin temel avantajı özelliklerde minimum değişiklikle istikrarlı işleme kalitesi parçadan parçaya, şarjdan şarja. Karbürizasyon, nitrokarbürizasyon, siyanürleme, gaz nitrürleme gibi çelik parçaların kimyasal-termal işlemlerini güçlendirmek için yaygın olarak kullanılan yöntemlerle karşılaştırıldığında, iyon plazma nitrürleme yöntemi aşağıdaki ana avantajlara sahiptir:
nitrürlenmiş parçaların daha yüksek yüzey sertliği
işlendikten sonra parçalarda deformasyon olmaz
İşlenen parçaların aşınma direncinin artmasıyla dayanıklılık sınırının arttırılması
İşlenen parçalarda yapısal değişiklik olmadığından daha düşük işlem sıcaklığı
Kör ve açık delikleri işleme imkanı
600 - 650 °C'ye ısıtıldıktan sonra nitrürlenmiş tabakanın sertliğinin korunması
Belirli bir bileşimin katmanlarını elde etme imkanı
herhangi bir şekilde sınırsız boyuttaki ürünleri işleme imkanı
kirliliğe hayır
üretim standartlarının iyileştirilmesi
işleme maliyetlerinde birkaç kez azalma
İyon plazma nitrürlemenin avantajları, temel üretim maliyetlerinde önemli bir azalma ile kendini gösterir. Örneğin, gaz nitrürlemeyle karşılaştırıldığında IPA şunları sağlar:
Hem şarjın ısıtma ve soğutma süresini azaltarak hem de izotermal tutma süresini azaltarak işlem süresinin 2 ila 5 kat azaltılması
çalışma gazlarının tüketiminde azalma (20 - 100 kat)
enerji tüketiminde azalma (1,5 - 3 kat)
Son zımparalamayı ortadan kaldıracak kadar deformasyonu azaltır
sıhhi ve hijyenik üretim koşullarının iyileştirilmesi
Herkes için teknolojiye tam uyum modern gereksinimlerçevre koruma konusunda
Sertleştirmeyle karşılaştırıldığında iyon plazma nitrürleme işlemi şunları sağlar:
deformasyonları ortadan kaldırmak
nitrürlenmiş yüzeyin servis ömrünü uzatın (2-5 kat)
Karbürizasyon, nitrokarbürizasyon, gaz veya sıvı nitrürleme, hacimsel veya yüksek frekanslı sertleştirme yerine iyon plazma nitrürlemenin kullanılması aşağıdakilere olanak sağlar:
sermaye ekipmanından tasarruf edin ve Üretim alanı
makine maliyetlerini azaltmak, taşıma maliyetleri
elektrik ve aktif gaz ortamı tüketimini azaltır.
İyon plazma nitrürleme ekipmanının ana tüketicileri otomobil, traktör, havacılık, gemi yapımı, gemi onarımı, makine-/ takım tezgahı fabrikaları tarım makineleri, pompa ve kompresör ekipmanları, dişliler, rulmanlar, alüminyum profiller, enerji santralleri üretimine yönelik fabrikalar...
İyon-plazma nitrürleme yöntemi, endüstriyel kimyasal-termal arıtmanın en dinamik olarak gelişen alanlarından biridir. Gelişmiş ülkeler. IPA yöntemi otomotiv endüstrisinde geniş uygulama alanı bulmuştur. Dünyanın önde gelen otomobil/motor imalat şirketleri tarafından başarıyla kullanılmaktadır: Daimler Chrysler (Mercedes), Audi, Volkswagen, Voith, Volvo.
Örneğin aşağıdaki ürünler bu yöntem kullanılarak işlenir:
binek otomobiller için enjektörler, otomatik tahrik destek plakaları, kalıplar, zımbalar, kalıplar, kalıplar (Daimler Chrysler)
enjeksiyon sistemi yayları (Opel)
krank milleri (Audi)
eksantrik milleri (Volkswagen)
kompresör için krank milleri (Atlas, ABD ve Wabco, Almanya)
BMW için dişliler (Handl, Almanya)
otobüs dişlileri (Voith)
alüminyum ürünlerin üretiminde presleme takımlarının sertleştirilmesi (Nughovens, Scandex, John Davis, vb.)
BDT ülkelerinde bu yöntemin endüstriyel kullanımında olumlu deneyimler vardır: Belarus - MZKT, MAZ, BelAZ; Rusya - AvtoVAZ, KamAZ, MMPP "Salyut", Ufimskoye motor yapımı derneği(UMPO)
IPA yöntemi aşağıdakileri işlemek için kullanılır:
dişliler (MZKT)
dişliler ve diğer parçalar (MAZ)
büyük (800 mm'den fazla) çaplı dişliler (BelAZ)
emme ve egzoz valfleri (AvtoVAZ)
krank milleri (KAMAZ)
İyon plazma nitrürleme teknolojisinin kullanımındaki dünya deneyiminin gösterdiği gibi, ekonomik etki uygulanması esas olarak elektrik ve çalışma gazlarının tüketiminin azaltılması, öğütme işi hacminde önemli bir azalma nedeniyle imalat ürünlerinin emek yoğunluğunun azaltılması ve ürün kalitesinin iyileştirilmesiyle sağlanır.
Kesme ve damgalama takımları ile ilgili olarak, ekonomik etki, kesme koşullarındaki eş zamanlı artışla aşınma direncinin 4 kat veya daha fazla artması nedeniyle tüketiminin azaltılmasıyla elde edilir.
Bazı ürünler için iyon plazma nitrürleme tek yol Minimum kusur yüzdesine sahip bitmiş bir ürün elde etmek.
Ayrıca IPA süreci tam bir çevre güvenliği sağlar.
İyon plazma nitrürleme, üretimde sıvı veya gaz nitrürleme, karbürizasyon, nitrokarbürizasyon ve yüksek frekanslı sertleştirme yerine kullanılabilir.
MALZEMELERİN YÜZEY SERTLEŞTİRİLMESİ İÇİN MODERN YÖNTEMLERDEN BİRİ OLARAK İYON-PLAZMA NİTRÜRLEME
, , öğrenciler;
, sanat. Öğretmen
Metalin kalitesinin arttırılması ve Mekanik özellikler– bu, parçaların dayanıklılığını artırmanın ana yoludur ve çelik ve alaşımlardan tasarruf etmenin ana kaynaklarından biridir. Ürünlerin kalitesi ve dayanıklılığı, rasyonel malzeme seçimi ve sertleştirme yöntemleriyle artırılırken, yüksek teknik ve ekonomik verim elde edilir. Yüzey sertleştirmenin birçok farklı yöntemi vardır - akım sertleştirme yüksek frekans, plastik deformasyon, kimyasal ısıl işlem (CHT), lazer ve iyon plazma işlemi.
Kimyasal arıtma türlerinden biri olarak endüstride geleneksel olarak kullanılan gaz nitrürleme işlemi, çeliğin yüzey tabakasının nitrojenle difüzyonla doyurulması işlemidir. Nitrasyon, çeşitli malzemelerin (yapısal çelikler, ısıya dayanıklı çelikler ve alaşımlar, manyetik olmayan çelikler vb.) aşınma direncini, sertliğini, yorulma mukavemetini, korozyon ve kavitasyon direncini arttırmak için büyük bir etkiyle kullanılabilir. avantajları, örneğin: işlemin göreceli basitliği, parçaların döşenmesi için evrensel ekipman ve cihazların kullanılması olasılığı, her boyut ve şekildeki parçaların nitrürlenmesi olasılığı. Aynı zamanda, gaz nitrürlemenin bir takım dezavantajları da vardır: küçük katman kalınlıklarına (0,2-0,3 mm) nitrürleme yapıldığında bile işlem uzun zaman alır (20-30 saat); sürecin otomatikleştirilmesi zordur; nitrürlemeye tabi olmayan yüzeylerin yerel olarak korunması zordur; çeşitli galvanik kaplamaların (bakır kaplama, kalaylama, nikel kaplama vb.) uygulanması özel üretim organizasyonunu gerektirir.
Üretimin yoğunlaştığı alanlardan biri de geliştirme ve uygulamadır. endüstriyel GirişimcilikÜrünlerin kalitesini artıran, üretimleri için işçilik maliyetlerini azaltan, iş gücü verimliliğini artıran ve üretimdeki sıhhi ve hijyenik koşulları iyileştiren, gelecek vaat eden yeni süreçler ve teknolojiler.
Böyle ilerici bir teknoloji, iyon plazma nitrürlemedir (IPA) - makine parçalarının, aletlerin, damgalama ve döküm ekipmanlarının bir tür kimyasal-termal işlemi olup, çelik ve dökme demirin yüzey katmanının nitrojen (azot ve karbon) ile difüzyon doygunluğunu sağlar. sıcaklıkta bir nitrojen-hidrojen plazması
Azot içeren plazmada 800-950 ºС sıcaklıkta 400-600ºС, titanyum ve titanyum alaşımları. Bu süreç şu anda ekonomik olarak gelişmiş tüm ülkelerde yaygındır: ABD, Almanya, İsviçre, Japonya, İngiltere, Fransa.
Çoğu durumda iyon nitrürleme, gaz nitrürlemeden daha uygundur. Kızdırma deşarj plazmasında IPA'nın avantajları aşağıdakileri içerir: belirli bir faz bileşimi ve yapısı ile yüksek kaliteli bir kaplamanın üretilmesini sağlayan doyma sürecini kontrol etme yeteneği; akkor deşarj tarafından kaplanan parçanın tüm yüzeyi üzerinde gazlı ortamın kesinlikle aynı aktivitesinin sağlanması, bu sonuçta eşit kalınlıkta nitrürlenmiş bir tabakanın üretilmesini sağlar; nitrürlemeye tabi olmayan yüzeylerin metal eleklerle gerçekleştirilen yerel korumasının emek yoğunluğunun azaltılması; parçaların nitrürlenme süresinde keskin bir azalma (2-2,5 kat); parça deformasyonunun azaltılması. Karbürizasyon, nitrokarbürizasyon, gaz veya sıvı nitrürleme, hacimsel veya yüksek frekanslı sertleştirme yerine IPA'nın kullanılması, sermaye ekipmanından ve üretim alanından tasarruf etmenize, takım tezgahı ve nakliye maliyetlerini azaltmanıza ve elektrik ve aktif gazlı ortam tüketimini azaltmanıza olanak tanır.
İyon nitrürleme işleminin özü aşağıdaki gibidir. Parça (katot) ile fırın kasası (anot) arasındaki boşaltılmış kapalı alanda, bir akkor deşarjı uyarılır. Nitrasyon, anormal bir ışıltılı deşarjla gerçekleştirilir. yüksek voltaj W. hakkında Modern tesisler, normale ve ark geçiş sınırında akkor deşarjın stabilitesini sağlar. Ark söndürme cihazlarının çalışma prensibi, voltaik ark ateşlendiğinde tesisatın kısa süreli kapatılmasına dayanır.
Nitrasyon, karbon ve düşük alaşımlı çeliklerden yapılmış parçaların korozyon direncini artırır. Yüzey mukavemetini ve aşınma direncini arttırmak için nitrürlenen parçalar aynı anda buharda, musluk suyunda, alkali çözeltilerde, ham petrolde, benzinde ve kirli atmosferlerde korozyona karşı özellikler kazanır. İyon nitrürleme, miktarı ve dispersiyonu elde edilen sertliği etkileyen yüksek oranda dağılmış nitrür çökelmesi nedeniyle parçaların sertliğini önemli ölçüde artırır. Nitrasyon yorulma sınırını arttırır. Bu, öncelikle yüzeyin mukavemetindeki bir artışla ve ikinci olarak, içinde artık basınç gerilmelerinin oluşmasıyla açıklanmaktadır.
İyon nitrürlemenin avantajları, büyük ölçekli ve seri üretimde, benzer parçaların büyük partilerinin güçlendirilmesi sırasında tam anlamıyla gerçekleştirilir. Gaz bileşimi, basınç, sıcaklık ve tutma süresi değiştirilerek belirli bir yapıya ve faz bileşimine sahip katmanlar elde edilebilir. İyon nitrürlemenin kullanımı teknik, ekonomik ve sosyal etkiler sağlar.
