Технологиите за азотиране се основават на промяна на повърхностната структура на метален продукт. Този набор от операции е необходим, за да се даде на целевия обект защитни характеристики. Въпреки това, не само физическите качества повишават азотирането на стоманата в домашни условия, където няма възможности за по-радикални мерки за придаване на детайла с подобрени характеристики.
Обща информация за технологията за азотиране
Необходимостта от азотиране се определя от поддържането на характеристики, които позволяват на продуктите да се придадат висококачествени свойства. Основният дял от техниките за азотиране се изпълняват в съответствие с изискванията за термична обработка на детайлите. По-специално, технологията за смилане е широко разпространена, благодарение на която специалистите могат по-точно да регулират параметрите на метала. Освен това се допуска защита на зони, които не са обект на азотиране. В този случай може да се използва покритие с тънки слоеве калай с помощта на галванична техника. В сравнение с по-дълбоките методи за структурно подобряване на характеристиките на метала, азотирането е насищане на повърхностния слой стомана, което засяга структурата в по-малка степен.заготовки. Тоест основните качества на металните елементи, свързани с вътрешните характеристики, не се вземат предвид при подобренията с азот.
Разнообразие от методи за азотиране
Подходите за азотиране може да варират. Обикновено се разграничават два основни метода в зависимост от условията на азотиране на метали. Това могат да бъдат методи за подобряване на устойчивостта на повърхностно износване и твърдост, както и за подобряване на устойчивостта на корозия. Първият вариант се различава по това, че структурата се променя на фона на температура от около 500 °C. Намаляването на азотирането обикновено се постига при йонна обработка, когато възбуждането на тлеещ разряд се осъществява с помощта на аноди и катоди. Във втория вариант легираната стомана се азотира. Този тип технология предвижда термична обработка при 600-700 °C с продължителност на процеса до 10 часа. В такива случаи обработката може да се комбинира с механично действие и термична обработка на материалите, в съответствие с точните изисквания за резултата.
Удар с плазмени йони
Това е метод за насищане на метали в азотсъдържащ вакуум, при който се възбуждат електрически светещи заряди. Стените на нагревателната камера могат да служат като аноди, докато директно обработените детайли действат като катод. За да се опрости управлението на слоеста структура, се допуска корекция на технологичния процес. Например характеристиките на плътността на тока, степента на вакуум, скоростта на азотния поток, нивата на добавяне на нетнотехнологичен газ и др. При някои модификации плазменото азотиране на стоманата осигурява и свързването на аргон, метан и водород. Отчасти това ви позволява да оптимизирате външните характеристики на стоманата, но техническите промени все още се различават от пълноценното легиране. Основната разлика е, че дълбоките структурни промени и корекции се правят не само върху външните покрития и черупките на продукта. Йонната обработка може да повлияе на цялостната деформация на структурата.
Газово азотиране
Този метод на насищане на метални изделия се извършва при температурно ниво от около 400 °C. Но има и изключения. Например, огнеупорните и аустенитните стомани осигуряват по-високо ниво на нагряване - до 1200 ° C. Дисоциираният амоняк действа като основна среда за насищане. Параметрите на структурната деформация могат да се контролират чрез процедурата на газово азотиране, която включва различни формати на обработка. Най-популярните режими са дву-, тристепенни формати, както и комбинация от дисоцииран амоняк. По-рядко се използват режими, които включват използване на въздух и водород. Сред контролните параметри, които определят азотирането на стоманата по качествени характеристики, може да се отдели нивото на консумация на амоняк, температура, степен на дисоциация, потребление на спомагателни технологични газове и др.
Лечение с електролитни разтвори
Обикновено използвана технология за приложениеанодно нагряване. Всъщност това е вид електрохимично-термична високоскоростна обработка на стоманени материали. Този метод се основава на принципа на използване на импулсен електрически заряд, който преминава по повърхността на детайла, поставен в електролитна среда. Благодарение на комбинирания ефект на електрическите заряди върху повърхността на метала и химическата среда се постига и полиращ ефект. При такава обработка целевата част може да се разглежда като анод с подаване на положителен потенциал от електрически ток. В същото време обемът на катода не трябва да бъде по-малък от обема на анода. Тук е необходимо да се отбележат някои характеристики, според които йонното азотиране на стоманите се сближава с електролити. По-специално, експертите отбелязват различни режими за формиране на електрически процеси с аноди, които, наред с други неща, зависят от свързаните електролитни смеси. Това дава възможност за по-точно регулиране на техническите и експлоатационни качества на металните заготовки.
католическо азотиране
Работното пространство в този случай се формира от дисоцииран амоняк при поддържане на температурен режим от около 200-400 °C. В зависимост от първоначалните качества на металния детайл се избира оптималният режим на насищане, достатъчен за коригиране на детайла. Това важи и за промените в парциалното налягане на амоняка и водорода. Необходимото ниво на дисоциация на амоняка се постига чрез контролиране на налягането и обемите на подавания газ. В същото време, за разлика от класическите методи на газнасищане, католическото азотиране на стоманата осигурява по-щадящи режими на обработка. Обикновено тази технология се прилага във въздушна среда, съдържаща азот, със светещ електрически заряд. Анодната функция се изпълнява от стените на нагревателната камера, а катодната функция се изпълнява от продукта.
Процес на деформация на структурата
Практически всички методи за насищане на повърхностите на метални заготовки се основават на свързването на температурни ефекти. Друго нещо е, че електрическите и газовите методи за коригиране на характеристиките могат да се използват допълнително, променяйки не само външната, но и външната структура на материала. Основно технолозите се стремят да подобрят якостните свойства на целевия обект и защитата от външни влияния. Например устойчивостта на корозия е една от основните цели на насищането, при което се извършва азотиране на стоманата. Структурата на метала след обработка с електролити и газообразни среди е надарена с изолация, която може да издържи на естествени механични повреди. Специфичните параметри за промяна на структурата се определят от условията за бъдеща употреба на детайла.
азотиране на фона на алтернативни технологии
Заедно с техниката на азотиране, външната структура на металните заготовки може да бъде променена чрез технологии за цианиране и карбуризиране. Що се отнася до първата технология, тя повече напомня на класическото легиране. Разликата на този процес е добавянето на въглерод към активните смеси. Има значителни характеристики и циментация. Тя същопозволява използването на въглерод, но при повишени температури - около 950 ° C. Основната цел на такова насищане е да се постигне висока експлоатационна твърдост. В същото време и карбуризирането, и азотирането на стоманата са сходни по това, че вътрешната структура може да поддържа определена степен на издръжливост. На практика такава обработка се използва в индустрии, където детайлите трябва да издържат на повишено триене, механична умора, устойчивост на износване и други качества, които гарантират издръжливостта на материала.
Предимства от азотирането
Основните предимства на технологията включват разнообразие от режими на насищане на детайла и гъвкавост на приложение. Повърхностната обработка с дълбочина около 0,2-0,8 мм също дава възможност да се запази основната структура на металната част. Много обаче зависи от организацията на процеса, при който се извършва азотиране на стомана и други сплави. Така че, в сравнение с легирането, използването на азотна обработка е по-евтино и може да се направи дори у дома.
Недостатъци на азотирането
Методът е фокусиран върху външното усъвършенстване на метални повърхности, което води до ограничение по отношение на защитните показатели. За разлика от обработката с въглерод, например, азотирането не може да коригира вътрешната структура на детайла, за да облекчи напрежението. Друг недостатък е рискът от отрицателно въздействие дори върху външните защитни свойства на такъв продукт. От една страна, процесът на азотиране на стоманата може да подобри устойчивостта на корозия изащита от влага, но от друга страна, също така ще минимизира плътността на структурата и съответно ще повлияе на якостните свойства.
Заключение
Технологиите за обработка на метали включват широк спектър от методи за механично и химично действие. Някои от тях са типични и са изчислени за стандартизирано надаряване на заготовки със специфични технически и физически методи. Други се фокусират върху специализирано усъвършенстване. Втората група включва азотиране на стомана, което дава възможност за почти точково усъвършенстване на външната повърхност на детайла. Този метод на модификация дава възможност едновременно да се образува бариера срещу външно негативно влияние, но в същото време да не се променя основата на материала. На практика на такива операции се подлагат части и конструкции, които се използват в строителството, машиностроенето и приборостроенето. Това важи особено за материали, които първоначално са подложени на големи натоварвания. Съществуват обаче и показатели за сила, които не могат да бъдат постигнати чрез азотиране. В такива случаи се използва легиране с дълбока пълноформатна обработка на структурата на материала. Но има и своите недостатъци под формата на вредни технически примеси.
