טכניקה של הקשחת
Dec 29, 2017| הקשחת הוא חום לטיפול בתהליך מפזרת החנקן לתוך המשטח של מתכת כדי ליצור משטח מקינזי. תהליכים אלה משמשים בדרך-כלל על פלדות פחמן נמוכה, סגסוגת נמוכה. הם משמשים גם על בינונית, פלדות פחמן גבוהה, טיטניום, אלומיניום, מוליבדן. בשנת 2015, הקשחת שימש ליצירת מיקרו ייחודי דופלקס (מרטנזיט-Austenite, Austenite-פריט), ידוע להיות מזוהה עם תכונות מכניות משופרות חריפה.
יישומים אופייניים כוללים גלגלי השיניים, ליטוש, סתמים, מצלמת חסידיו, שסתום חלקים, מכבש בורגי, die-casting כלים, חישול מת, ההבלטה מת, רכיבי כלי ירייה, מרססים וכלי פלסטיק-עובש.
תהליכים
התהליכים נקראים המדיום שבאמצעותה תרמת. משלוש השיטות העיקריות בשימוש הם: גז הקשחת הקשחת מלח אמבט, הקשחת פלזמה.
הקשחת גז
הקשחת גז התורם הוא גז חנקן עשיר, בדרך כלל אמוניה (NH3), ולכן לעתים מכונה הקשחת אמוניה. כאשר אמוניה בא במגע עם היצירה עבודה מחוממת זה dissociates לתוך חנקן ומימן. החנקן ואז מפזרת על גבי המשטח של חומר יצירת שכבה ניטריד. תהליך זה קיים כבר קרוב למאה שנה, אך רק בחודש האחרון כמה עשורים היה מאמץ מרוכז כדי לחקור את תרמודינמיקה וקינטיקה מעורב. ההתפתחויות האחרונות הובילו תהליך זה יכול להיות נשלט באופן מדויק. ניתן לבחור את החוקה עובי ושלב של השכבות הקשחת וכתוצאה מכך, התהליך אופטימיזציה עבור התכונות מסוים הנדרשות.
היתרונות של גז הקשחת מעל גרסאות אחרות הם:
● שליטה מדויקת של פוטנציאל הכימי של חנקן באטמוספרה הקשחת לפי שיעור זרימת גז השליטה חנקן וחמצן.
● סביב אפקט הקשחת (יכול להיות חיסרון בחלק מהמקרים, בהשוואה עם הקשחת פלזמה).
● ניתן גדלים אצווה גדול - הגורם המגביל להיות בגודל תנור וזרימת הגז.
● עם בקרת מחשב מודרני על האווירה שהתוצאות הקשחת יכול להיות נשלט מקרוב.
● נמוך יחסית ציוד עלות - במיוחד בהשוואה פלזמה.
החסרונות של גז הקשחת הם:
● תגובת קינטיקה בהשפעה כבדה תנאי השטח - על משטח שמנוני או אחד נגוע ולנוזלי חיתוך יעביר תוצאות המסכן.
● המשטח שהפעלה נדרשת לפעמים כדי לטפל פלדות עם תוכן גבוהה כרום - להשוות sputtering במהלך הקשחת פלזמה.
● אמוניה כמו הקשחת בינוני - אבל לא במיוחד רעיל זה יכול להזיק כאשר בשאיפה בכמויות גדולות. כמו כן, יש לנקוט בעת חימום בנוכחות חמצן כדי להפחית את הסיכון של פיצוץ.
הקשחת מלח אמבט
מלח אמבט הקשחת החנקן תרומת בינוני הוא מלח המכילים חנקן כגון מלח ציאניד. המלחים המשמש גם לתרום פחמן השטח לחומר עושה אמבט מלח תהליך nitrocarburizing. הטמפרטורה בשימוש היא אופיינית של כל התהליכים nitrocarburizing: 550-570 מעלות צלזיוס. היתרונות של הקשחת מלח זה הוא משיג דיפוזיה גבוהה יותר באותה תקופה של זמן בהשוואה בשום שיטה אחרת.
היתרונות של הקשחת מלח הם:
● זמן עיבוד מהיר - בדרך כלל לפי 4 שעות בערך כדי להשיג
● פעולה פשוטה - מחממים את המלח ואת פרובים מבית לטמפרטורת ויציפו עד משך שאירע.
החסרונות הם:
● המלחים בשימוש הם רעילים מאוד - סילוק של מלחי נשלטים על ידי חוקים סביבתיים מחמירים במדינות המערב גדל העלויות הכרוכות בשימוש אמבטיות מלח. זו אחת הסיבות המשמעותיות ביותר שהתהליך נפל מתוך לטובת בעשורים האחרונים.
● תהליך אחד בלבד אפשרי עם סוג מלח מסוים - מאז החנקן פוטנציאלי הוא זה שקבע את המלח, רק סוג אחד של תהליך אפשרי.
הקשחת פלזמה
הקשחת פלזמה, הידוע גם בשם הקשחת יון, הקשחת יון פלזמה או הקשחת זוהר-פריקה, הוא משטח התעשייה התקשות לטיפול חומרים מתכתיים.
הקשחת פלזמה, תגובתיות של התקשורת הקשחת אינה בשל הטמפרטורה אך גז מיונן המדינה. בטכניקה זו אינטנסיבי שדות חשמליים משמשים כדי ליצור מיונן מולקולות הגז סביב השטח כדי להיות nitrided. כזה פעיל ביותר גז מיונן מולקולות נקרא פלזמה, מתן שם הטכניקה. הגז משמש פלזמה הקשחת הוא טהור בדרך כלל חנקן, שכן אין ריקבון ספונטנית נדרש (כמו במקרה של גז הקשחת עם אמוניה). יש פלזמות חם מאופיין מטוסי פלזמה המשמש לחיתוך מתכת, ריתוך, חיפוי או ריסוס. ישנם גם קר פלזמות, שנוצר בדרך כלל בתוך תאי ואקום, ב משטרים לחץ נמוך.
בדרך כלל פלדות מטופלים לטובה עם הקשחת פלזמה. תהליך זה מאפשר שליטה קרובה של מיקרו nitrided, המאפשר הקשחת עם או ללא היווצרות שכבת המורכב. לא רק, הביצועים של חלקי מתכת מוגברת אבל לכלבים עובדים גם להגדיל, אז לעשות את מגבלת המתח ועל הכוח עייפות מתכות מטופלים. למשל, ניתן בתוספת תכונות מכאניות של פלדה אל חלד austenitic כמו התנגדות ללבוש באופן משמעותי, פני השטח קשיות של כלי פלדות יכול להיות מוכפל.
חלק nitrided פלזמה הוא בדרך כלל מוכן לשימוש. זה דורש אין עיבוד שבבי, או ליטוש או כל פעולות פוסט-הקשחת אחרות. לכן התהליך הוא ידידותי למשתמש, חוסך אנרגיה מאז הוא עובד המהירה, וגורם עיוות קטן או לא.
פלזמה הקשחת הוא לעתים קרובות בשילוב עם אדי הפיזי התצהיר (PVD) תהליך ומוענקת טיפול דופלקס, הטבות משופרות. משתמשים רבים מעדיפים צעד חמצון פלזמה לשלב בכל השלב האחרון של עיבוד כדי לייצר שכבה חלקה jetblack של תחמוצות אשר עמיד ללבוש וקורוזיה.
מאז יונים חנקן מיוצרים זמינים על ידי יינון, שונה מכל גז או מלח אמבט, פלזמה הקשחת יעילות אינה תלויה בטמפרטורה. פלזמה הקשחת וכך ניתן לבצע בטווח טמפרטורות רחב, של 260 ° C עד יותר מ 600 מעלות צלזיוס. למשל, בטמפרטורות מתונות (כמו 420 מעלות צלזיוס), פלדות אל-חלד יכול להיות nitrided ללא היווצרות של כרום ניטריד פוחת משקעים, ולכן שמירה על תכונותיהם התנגדות קורוזיה.
בתהליכי הקשחת פלזמה, גז חנקן (N2) בדרך כלל החנקן נושא הגז. גזים אחרים כמו מימן או ארגון משמשים גם. אכן, ארגון ו- H2ניתן להשתמש לפני תהליך הקשחת במהלך החימום של החלקים כדי לנקות את המשטחים להיות nitrided. הליך הניקוי מסיר את שכבת תחמוצת משטחים ביעילות יכול להסיר את שכבות בסדר של ממיסים יכול להישאר. זה גם עוזר את יציבות תרמית של הצמח פלזמה, שכן החום שנוספו על-ידי הפלזמה כבר נמצאת במהלך חם למעלה ולכן ברגע הטמפרטורה תהליך נגיש הקשחת בפועל מתחיל בשינויים קלים חימום. עבור התהליך הקשחת H2 גז מתווסף גם לשמור על משטח נקי של תחמוצות. אפקט זה יכול להיות שנצפו על ידי מנתחים את פני השטח של החלק תחת הקשחת.