窒化処理の技術

- Dec 29, 2017-

窒化は浸炭焼入れのサーフェスを作成する金属の表面に窒素を拡散プロセスの熱処理です。これらのプロセスは、低炭素、低合金鋼で最もよく使用されます。彼らは、中、高炭素鋼、チタン、アルミニウム、モリブデンにも使用されます。2015 年に窒化が強く強化された機械的特性と関連付けられる知られているユニークな二重組織 (マルテン サイト系-オーステ ナイト系、オーステ ナイト-フェライト) を生成に使用されました。

典型的なアプリケーションには、ギア、クランク シャフト、カムシャフト、カムフォロア、バルブ部品、押出機スクリュー、鍛造金型、押出ダイス、火器の構成部品、インジェクターおよびプラスチック金型ダイカスト ツールが含まれます。


プロセス

プロセスは、寄付に使用される媒体にちなんで命名します。3 つの主要な方法がある: ガス窒化処理、塩浴窒化、プラズマ窒化です。


ガス窒化処理

ガス窒化処理でドナーは窒素の豊富なガス、通常アンモニア (NH です。3)、それは時々 アンモニア窒化として知られている理由であります。温水ワーク接触アンモニア窒素と水素に分離します。窒素は、窒化層を作成する材料の表面に拡散します。このプロセスは、最後のだけ数十年はある熱力学と速度論を調査するための集中的な努力をされているほぼ世紀のために存在している関係。最近の動向は、正確に制御することができますプロセスにつながっています。結果として得られる窒化層の厚さと位相の憲法を選択できます、プロセスに必要な特定のプロパティ用に最適化します。


他の亜種以上のガス窒化処理の利点は次のとおりです。

● 窒素と酸素のガス流量を制御による窒化雰囲気中における窒素の化学ポテンシャルを正確に制御します。

● すべての円形の窒化効果 (プラズマ窒化と比較して、いくつかのケースで不利な立場にすることができます)。

● 大規模なバッチ サイズ可能 - 炉のサイズ及び気体の流れをある制限要因です。

● 窒化処理結果を厳密に制御することができます雰囲気の現代コンピューター制御。

● コストし、プラズマと比較すると機器が比較的低い。


ガス窒化処理の不利な点は次のとおりです。

● 反応速度論 - 油性表面または 1 つの切削液で汚染された表面の状態によって大きく影響を受けて悪い結果をお届けいたします。

● 表面活性化は、コンテンツの高クロム鋼を扱う - プラズマ窒化中にスパッタを比較する必要があります。

● アンモニア窒化処理中 - しかし特に有毒大量に吸入すると有害なことができます。また、酸素存在下で加熱するときは爆発のリスクを軽減するケアの撮影が必要があります。


塩浴窒化

塩浴窒化で窒素培地を寄付シアン化物塩など窒素含有塩であります。使用塩は、塩浴軟窒化プロセスを作るワーク材の表面に炭素を寄付します。使用温度はすべて軟窒化プロセスの典型的な: 550-570 ° c.塩窒化の利点は、他の方法と比較して時間の同じ期間に高い拡散を達成することです。


塩窒化の利点は次のとおりです。

● 迅速な処理時間 - 4 時間の順序で通常またはので達成するために

● 簡単な操作 - 熱塩とワークの温度と期間が経過するまでが水没します。


不利な点は次のとおりです。

● 使用塩が猛毒 - 塩の処分は西欧諸国で厳しい環境法によって制御され、塩風呂を使用する際のコストを増加しています。これは、プロセスが最近十年間に好意から落ちたが最も重要な理由の 1 つです。

● 潜在的な窒素塩によって設定されているので特定の塩型 - 使用可能な 1 つだけプロセス、プロセスの 1 種類のみが可能です。


プラズマ窒化

プラズマ窒化、イオン窒化、プラズマ イオン窒化処理またはグロー放電窒化とも呼ばれますは、産業の表面硬化処理金属材料です。


プラズマ窒化、窒化メディアの反応温度によるものではないがガスを電離状態。この手法では、強い電界窒化する表面のまわりのガスの電離した分子が生成されます。このような高活性イオン分子ガスは、プラズマ、命名、技法と呼ばれます。(アンモニアのガス窒化の場合と同様)、自発的な分解は必要ありませんので、プラズマ窒化用ガスは通常純粋な窒素です。プラズマ ジェットの切削、溶接、肉盛又は噴霧用に代表される高温のプラズマがあります。コールド プラズマ、通常低圧体制での真空チャンバー内部で発生しています。


通常鋼は有益プラズマ窒化と扱われます。このプロセスでは、窒化化合物層形成の有無をできるように、窒化した微細構造を緻密に制御を許可します。だけでなくは金属部品の性能を強化、作業の寿命をまた増加、ひずみの限界と扱われている金属の疲労強度も 。例えば、耐摩耗のようなオーステ ナイト系ステンレス鋼の機械的性質を大幅に強化することができます、工具鋼の表面硬度を倍増することができます。


プラズマ窒化した部分は通常使用の準備ができて。それなしの加工または研磨やその他のポスト窒化操作を呼び出します。したがって、プロセスは、ユーザーフレンドリーなそれは最速、動作し、ほとんど、あるいは全く歪みが発生以来、エネルギーを節約します。


プラズマ窒化は多くの場合物理蒸着 (PVD) 法と相まってし、の拡張機能に二重治療をラベル付け。多くのユーザーには、耐磨耗性、酸化、腐食の滑らかなが映えますレイヤーを生成する処理の最後の段階で結合プラズマ酸化ステップを好みます。


窒素イオンは異なるから、ガスまたは塩浴のイオン化を利用可能な作られていますので、プラズマ窒化の効率は温度に依存しません。600 ° C 以上に 260 ° c の広い温度範囲でこのようにプラズマ窒化が可能します。例えば、(420 ° C) のように適度な温度はステンレス鋼が窒化クロム窒化物析出物とそれゆえの腐食抵抗特性を維持の形成なしですることができます。


プラズマ窒化プロセス窒素 (N2) は通常、窒素のガスを運ぶします。水素またはアルゴンのような他のガスも使用されます。確かに、アルゴンと H2使用できます窒化プロセスの前に部品の加熱中に窒化する表面をきれいにします。このクリーニング手順は効果的に表面酸化層を除去し、残ることができる溶媒の罰金層を削除可能性があります。プラズマ工場の熱安定性は、熱プラズマによる追加がウォーム アップ中に存在既にしたがってプロセス温度に達すると実際の窒化はマイナーな加熱変化で始まるのでこれも役立ちます。窒化処理の H2 ガスも酸化物の表面のクリアを保つために追加されます。窒化下の部分の表面の分析では、この効果を観察できます。