Voor- en nadelen van vacuümnitreeroven en gewone nitreeroven

1, Methoden om nitridatie te bereiken
1. Gasnitridatie
Gasnitreren omvat het plaatsen van het werkstuk in een afgesloten ruimte, het inbrengen van ammoniakgas en het gedurende enkele uren tot tientallen uren verhitten tot 500-580 graden. De ontledingsreactie van ammoniakgas boven 400 graden zal als volgt plaatsvinden: 2NH3 - → 3H2 plus 2 [N], resulterend in een groot aantal actieve stikstofatomen in de oven. De actieve stikstofatomen [N] worden door het staaloppervlak geabsorbeerd en intern verspreid, waardoor een nitridelaag ontstaat.
De nitreertemperatuur voor het verbeteren van de hardheid en slijtvastheid is typisch 500 tot 520 graden. De verblijftijd is afhankelijk van de vereiste dikte van de nitridelaag en wordt in het algemeen berekend op 0,01 mm/h. Daarom is de tijd die nodig is om een ​​dikte van 0,25-0,65 mm te verkrijgen ongeveer 20-60u. Het verhogen van de nitreertemperatuur kan het nitreerproces versnellen, maar het zal ervoor zorgen dat het nitride zich ophoopt en grover wordt, waardoor de hardheid van de oppervlaktelaag van het onderdeel afneemt.
Voor nitreren om de hardheid en slijtvastheid te verbeteren, moeten tijdens het nitreren gelegeerd staal worden gebruikt dat elementen bevat zoals Mo, A en V, zoals 38CrMoAlA, 38CrMoAA, enz. Na het nitreren bevatten deze staalsoorten verschillende legeringsnitriden in de genitreerde laag, zoals AlN, CrN, MoN, VN, enz. Deze nitriden hebben een hoge hardheid en stabiliteit en zijn uniform verspreid in het staal, waardoor de genitreerde laag van het staal hoge hardheid en slijtvastheid. Cr kan ook de hardbaarheid van staal verbeteren, zodat grote onderdelen uniforme mechanische eigenschappen kunnen verkrijgen tijdens het afschrikken en ontlaten vóór het nitreren. Mo kan ook korrels verfijnen en het tweede type temperverbrossing van staal verminderen. Als gewoon koolstofstaal wordt gebruikt om zuiver ijzernitride in de genitreerde laag te vormen, is het bij verhitting tot een hogere temperatuur gemakkelijk te ontleden, te aggregeren en grover te maken en kan het geen hoge hardheid en hoge slijtvastheid verkrijgen.
De corrosiebestendige nitreringstemperatuur ligt over het algemeen tussen 600 en 700 graden, de ontledingssnelheid ligt ongeveer tussen de 40 en 70 procent, de verblijftijd varieert van 15 minuten tot 4 uur en de diepte is over het algemeen niet groter zijn dan 0,05 m. Voor corrosiebestendig nitrerend staal kan elke staalsoort worden toegepast en kunnen goede resultaten worden behaald.
2. Ionennitridatie
Ionennitreren, ook wel gloei-ionennitreren genoemd, is een warmtebehandelingsproces dat de voordelen heeft van korte productiecycli, een hoge oppervlaktehardheid van onderdelen en het vermogen om de brosheid van de nitridelaag te beheersen. Daarom is de binnenlandse ontwikkeling de afgelopen jaren snel gegaan en is het toepassingsgebied zeer breed.
Basisprincipe van gloei-ionnitreren:
Gloei-ionennitreren is het proces waarbij onderdelen in een vacuümkamer worden geplaatst voor ionennitreren. De genitreerde delen zijn verbonden met de kathode (negatieve elektrode) van een hoogspanningsgelijkstroomvoeding en de ovenschaal is verbonden met de anode (positieve elektrode) van een hoogspanningsgelijkstroomvoeding. Wanneer ammoniak in de vacuümcontainer wordt gebracht, maar de druk in de container tussen 200-1000PA blijft. Wanneer een gelijkspanning van 800-1000V wordt aangelegd tussen de kathode en de anode, wordt het ammoniakgas geïoniseerd. Na ionisatie vormt de productie van positief geladen stikstofkationen [N plus ] en negatief geladen anionen [N -] een plasmagebied. In de plasmazone stromen de positieve ionen van stikstof snel naar de kathode onder de versnelling van een elektrisch hoogspanningsveld, waarbij ze het oppervlak van de te nitreren onderdelen bombarderen, waarbij kinetische energie wordt omgezet in warmte-energie. Wanneer de stikstofionen worden omgezet in stikstofatomen, geven ze ook een grote hoeveelheid warmte-energie af en stralen ze een helder violet licht uit. Bovendien, wanneer de spanning in de buurt van het werkstuk daalt, genereren ze ook warmte, die de onderdelen verwarmt tot de vereiste nitreertemperatuur.
Bij deze temperatuur reageren stikstofionen chemisch met het metalen oppervlak van het onderdeel, en stikstofatomen dringen door in het oppervlak van het onderdeel en diffunderen naar het inwendige, waarbij een nitridelaag wordt gevormd.
Kenmerken van gloei-ionnitreren:
(1) De verwarmingssnelheid van het oppervlak is snel, wat de verwarmings- en koeltijd kan verkorten tot 1/10e tot 1/12e. Bovendien bevinden de rest van de onderdelen zich in een staat van lage temperatuur (ongeveer 100 graden), behalve de verwarming van het behandelingsoppervlak, wat niet alleen verwarmingsvermogen bespaart, maar ook de vervorming van de onderdelen vermindert.
(2) Het diffusieproces is snel. Onder invloed van een elektrisch hoogspanningsveld, omdat de bewegingssnelheid van de nitrerende atomen vele malen sneller is dan die van gasnitreren, is de infiltratiesnelheid sneller en duurt over het algemeen slechts 3-10 uur.
(3) De genitreerde laag heeft een goede taaiheid, hoge weerstand tegen vermoeiing en hoge slijtvastheid, en de genitreerde laag is bros en wit. ε De fase (Fe2N) wordt geregeld binnen het bereik van 0 tot 0. 2 mm, waardoor het slijpproces van genitreerde onderdelen wordt geëlimineerd.
De oppervlaktehardheid is zo hoog als HV900 (HRC64) en de diepte van de nitreerlaag kan worden geregeld tussen 0,09-0,87 mm.
3. Vloeibare nitridatie
Vloeibaar nitreren is een relatief nieuw chemisch warmtebehandelingsproces, met een temperatuur van maximaal 570 graden en een korte verwerkingstijd van slechts 1-3 uur; En gebruik geen speciaal staal. De test toont aan dat het antislijtagevermogen van 40Cr na vloeibare nitreringsbehandeling 50 procent hoger is dan dat na algemeen blussen en ontlaten; De slijtvastheid van gietijzer na vloeibare nitreerbehandeling wordt nog verder verbeterd. Niet alleen dat, de praktijk heeft bewezen dat onderdelen die zijn onderworpen aan een vloeibare nitreerbehandeling hun weerstand tegen vermoeiing en corrosie in verschillende mate hebben verbeterd; Na behandeling met vloeibaar nitreren kan de levensduur van snijgereedschappen voor hogesnelheidsstaal over het algemeen worden verlengd met 20-200 procent; Na een vloeibare nitreringsbehandeling kan de levensduur van de 3Cr2W8V-spuitgietmatrijs met 3-5 keer worden verlengd. De vloeibare genitreerde oppervlaktelaag is hard maar niet broos en heeft een bepaalde taaiheid, die niet vatbaar is voor afbladderen.
Vloeibare nitridering heeft echter ook nadelen: de dikte van de nitride-ijzerverbindingslaag in de genitreerde oppervlaktelaag is bijvoorbeeld relatief dun, slechts 0.01-0.02 mm. Cyanidezouten worden vaak gebruikt als grondstof voor vloeibare nitridatie in het buitenland, terwijl niet-toxische grondstoffen zijn gebruikt voor vloeibare nitridatie in China. De formule voor niet-toxische vloeibare nitridatie in China is: 40 procent ureum, 30 procent natriumcarbonaat, 20 procent kaliumchloride en 10 procent kaliumhydroxide (het smeltpunt van het gemengde zout is ongeveer 340 graden). Hoewel vloeibare nitridatie veel voordelen heeft, heeft het vanwege de toxiciteit van zoutoplossingsreacties invloed op de gezondheid van operators en is afvalzout niet gemakkelijk te behandelen. Als gevolg hiervan wordt het gebruik steeds meer beperkt.
Kostenanalyse van verschillende nitreringsmethoden
1. De gasnitreeroven heeft een complexe structuur, een iets hogere prijs en is enigszins moeilijk te bedienen. De nitreerkwaliteit is echter goed en het kan een diepe carboneringslaag en hoge hardheid bereiken, maar het vereist een lange tijd en de gebruikte hoeveelheid ammoniakgas is ook hoog
2. De productie- en fabricageprocesvereisten van de ionennitreeroven zijn zeer hoog, de gebruikte materialen zijn ook zeer voortreffelijk en het gehalte aan elektrische besturingstechnologie is zeer hoog