Nitrurarea ion-plasmă (IPA) este o metodă modernă de întărire de tratare chimico-termică a produselor din fontă, carbon, oțeluri aliate și pentru scule, aliaje de titan, cermet, materiale pulverulente. Eficiența ridicată a tehnologiei se realizează prin utilizarea diferitelor medii gazoase care afectează formarea unui strat de difuzie de compoziție diferită, în funcție de cerințele specifice pentru adâncimea și duritatea suprafeței acestuia.

Nitrurarea prin metoda ion-plasmă este relevantă pentru prelucrarea pieselor încărcate care operează în medii agresive care sunt supuse frecării și coroziunii chimice, prin urmare este utilizată pe scară largă în industria ingineriei, inclusiv în construcțiile de mașini-unelte, industria auto și aviație, precum și în sectoarele petrolului și gazelor, combustibililor și energiei și minerit, producția de instrumente și de înaltă precizie.

În procesul de tratare a suprafeței prin nitrurare ionică, caracteristicile suprafeței metalelor și fiabilitatea operațională a părților critice ale mașinilor, motoarelor, mașinilor-unelte, hidraulice, mecanică de precizie și altor produse sunt îmbunătățite: rezistența la oboseală și contactul, duritatea suprafeței și rezistența la creșterea fisurilor, rezistența la uzură, rezistența la căldură și la coroziune.

Avantajele ionice nitrurarea cu plasmă

Tehnologia IPA are o serie de avantaje incontestabile, dintre care principalul este calitatea stabilă a procesării cu o răspândire minimă a proprietăților. Procesul controlat de saturație prin difuzie a gazului și încălzire asigură o acoperire uniformă de înaltă calitate, o compoziție de fază și o structură dată.

• Duritate mare a suprafeței pieselor nitrurate.
• Fără deformare a pieselor după prelucrare și finisare ridicată a suprafeței.
• Reducerea timpului de prelucrare a oțelurilor de 3-5 ori, a aliajelor de titan de 5-10 ori.
• Creșterea exploatării suprafeței nitrurate de 2-5 ori.
• Posibilitatea prelucrarii orificiilor oarbe si traversante.

Regimul de temperatură scăzută exclude transformările structurale ale oțelului, reduce probabilitatea defecțiunilor și avariilor prin oboseală și permite în orice caz răcirea fără riscul de martensite. Tratamentul la temperaturi sub 500 °C este deosebit de eficient în produsele de călire din oțeluri aliate pentru scule, viteze mari și maraging: proprietățile lor de serviciu cresc fără a modifica duritatea miezului (55-60 HRC).

Metoda ecologică de nitrurare ion-plasmă previne deformarea și deformarea pieselor menținând în același timp rugozitatea inițială a suprafeței în Ra = 0,63 ... 1,2 microni - de aceea tehnologia IPA este eficientă ca tratament de finisare.

Proces tehnologic

Instalațiile pentru IPA funcționează în atmosferă rarefiată la o presiune de 0,5-10 mbar. Un amestec de gaz ionizat este alimentat în cameră, care funcționează pe principiul unui sistem catod-anod. Între piesa de prelucrat și pereții camerei de vid se formează o descărcare în impulsuri strălucitoare. Mediul activ creat sub influența sa, constând din ioni încărcați, atomi și molecule, formează un strat nitrurat pe suprafața produsului.

Compoziția mediului saturant, temperatura și durata procesului afectează adâncimea de penetrare a nitrurilor, determinând o creștere semnificativă a durității stratului de suprafață al produselor.

Nitrurarea ionică a pieselor

Nitrurarea ionică este utilizată pe scară largă la călirea pieselor de mașini, unelte de lucru și echipamente industriale de dimensiuni și forme nelimitate: jante dințate, arbori cotit și arbori cu came, roți dințate conice și cilindrice, extrudere, cuplaje cu configurație geometrică complexă, șuruburi, tăiere și unealtă de găurit, dornuri, matrițe și poansone pentru ștanțare, matrițe.

Pentru o serie de produse (angrenaje cu diametru mare pentru vehicule grele, excavatoare etc.), IPA este singura modalitate de a obține produse terminate Cu procent minim căsătorie.

Proprietățile produselor după întărire prin IPA

Călirea roților dințate prin nitrurare ionică crește limita de rezistență a dinților în timpul testelor de oboseală la încovoiere până la 930 MPa, reduce semnificativ caracteristicile de zgomot ale mașinilor-unelte și crește competitivitatea acestora pe piață.

Tehnologia de nitrurare cu plasmă ionică este utilizată pe scară largă pentru a întări stratul de suprafață al matrițelor utilizate în turnarea prin injecție: stratul nitrurat împiedică lipirea metalului în zona de alimentare cu jet de lichid, iar procesul de umplere a matriței devine mai puțin turbulent, ceea ce crește durata de viață a matrițelor. și asigură turnare de înaltă calitate.

Nitrurarea ion-plasma crește rezistența la uzură a sculelor de ștanțare și tăiere din oțel de clase R6M5, R18, R6M5K5, R12F4K5 și altele cu un factor de 4 sau mai mult, cu o creștere simultană a condițiilor de tăiere. Suprafața nitrurata a sculei, datorită coeficientului redus de frecare, asigură o îndepărtare mai ușoară a așchiilor și, de asemenea, împiedică lipirea acesteia de marginile de tăiere, ceea ce permite creșterea vitezei de avans și de tăiere.

Compania Ionmet oferă servicii pentru întărirea suprafeței materialelor structurale ale diferitelor tipuri de piese și unelte prin nitrurare ion-plasmă - un mod corect selectat vă va permite să atingeți nivelul necesar indicatori tehnici duritatea și adâncimea stratului nitrurat, vor oferi proprietăți ridicate de consum ale produselor.

• Întărirea stratului superficial al angrenajelor fine și cu module mari, arborilor cotit și arborilor cu came, ghidajelor, bucșilor, manșoanelor, șuruburilor, cilindrilor, matrițelor, osiilor etc.
• Creșterea rezistenței la sarcina ciclică și pulsatorie a arborilor cotit și arborilor cu came, tacheților, supapelor, angrenajelor etc.
• Îmbunătățirea rezistenței la uzură și a rezistenței la coroziune, reducerea lipirii metalelor la turnarea matrițelor, matrițelor de presare și ciocanului, poansonelor de ambutisare adâncă, matrițelor.

Procesul de nitrurare are loc în instalații moderne automatizate:

• masa Ø 500 mm, inaltime 480 mm;
• Masa Ø 1000 mm, inaltime 1400 mm.

Pentru a clarifica întreaga gamă de produse pentru tratamentul de întărire, precum și posibilitatea nitrurării pieselor de dimensiuni mari cu geometrie complexă, vă rugăm să contactați specialiștii Ionmet. Pentru determinare specificații nitrurare și începutul cooperării, trimiteți-ne un desen, specificați calitatea oțelului și tehnologia aproximativă pentru fabricarea pieselor.

Politica de confidențialitate

Data intrării în vigoare: 22 octombrie 2018

Ionitech Ltd. ("noi", "noi" sau "nostru") operează https://www..

Această pagină vă informează despre politicile noastre privind colectarea, utilizarea și dezvăluirea datelor cu caracter personal atunci când utilizați Serviciul nostru și opțiunile pe care le-ați asociat cu datele respective.

Utilizăm datele dumneavoastră pentru a furniza și îmbunătăți Serviciul. Prin utilizarea Serviciului, sunteți de acord cu colectarea și utilizarea informațiilor în conformitate cu această politică. Cu excepția cazului în care se definește altfel în această Politică de confidențialitate, termenii utilizați în această Politică de confidențialitate au aceleași semnificații ca în Termenii și condițiile noastre, accesibile de pe https://www.website/

Colectarea și utilizarea informațiilor

Colectăm mai multe tipuri diferite de informații în diverse scopuri pentru a vă oferi și îmbunătăți Serviciul nostru.

Tipuri de date colectate

date personale

În timpul utilizării Serviciului nostru, este posibil să vă cerem să ne furnizați anumite informații de identificare personală care pot fi folosite pentru a vă contacta sau a vă identifica („Date cu caracter personal”). Informațiile de identificare personală pot include, dar nu se limitează la:

• Cookie-uri și date de utilizare

Date de utilizare

De asemenea, putem colecta informații despre cum este accesat și utilizat Serviciul („Date de utilizare”). Aceste date de utilizare pot include informații precum adresa de protocol de internet a computerului dvs. (de exemplu, adresa IP), tipul browserului, versiunea browserului, paginile Serviciului nostru pe care le vizitați, ora și data vizitei dvs., timpul petrecut pe acele pagini. , identificatori unici de dispozitiv și alte date de diagnosticare.

Date de urmărire și cookie-uri

Folosim cookie-uri și tehnologii de urmărire similare pentru a urmări activitatea pe Serviciul nostru și pentru a păstra anumite informații.

Cookie-urile sunt fișiere cu o cantitate mică de date care pot include un identificator unic anonim. Cookie-urile sunt trimise browserului dumneavoastră de pe un site web și stocate pe dispozitivul dumneavoastră. Tehnologiile de urmărire utilizate sunt, de asemenea, balize, etichete și scripturi pentru a colecta și urmări informații și pentru a îmbunătăți și analiza Serviciul nostru.

Puteți solicita browserului dumneavoastră să refuze toate cookie-urile sau să indice când este trimis un cookie. Cu toate acestea, dacă nu acceptați cookie-uri, este posibil să nu puteți utiliza unele părți ale Serviciului nostru.

Exemple de cookie-uri pe care le folosim:

• cookie-uri de sesiune. Folosim module cookie de sesiune pentru a opera serviciul nostru.
• Cookie-uri de preferință. Folosim module cookie de preferințe pentru a vă aminti preferințele și diferitele setări.
• cookie-uri de securitate. Folosim cookie-uri de securitate în scopuri de securitate.

Utilizarea Datelor

Ionitech Ltd. utilizează datele colectate în diverse scopuri:

• Pentru a furniza și întreține Serviciul
• Pentru a vă informa cu privire la modificările aduse Serviciului nostru
• Pentru a vă permite să participați la funcțiile interactive ale Serviciului nostru atunci când alegeți să faceți acest lucru
• Pentru a oferi asistență și asistență clienților
• Pentru a furniza analize sau informații valoroase, astfel încât să putem îmbunătăți Serviciul
• Pentru a monitoriza utilizarea Serviciului
• Pentru a detecta, preveni și aborda probleme tehnice

Transfer de date

Informațiile dumneavoastră, inclusiv Datele cu caracter personal, pot fi transferate și menținute pe computere situate în afara statului, provinciei, țării sau altei jurisdicții guvernamentale în care legile privind protecția datelor pot diferi de cele din jurisdicția dumneavoastră.

Dacă vă aflați în afara Bulgariei și alegeți să ne furnizați informații, vă rugăm să rețineți că transferăm datele, inclusiv datele personale, în Bulgaria și le procesăm acolo.

Consimțământul dumneavoastră cu privire la această Politică de confidențialitate, urmat de transmiterea de către dumneavoastră a unor astfel de informații, reprezintă acordul dumneavoastră cu privire la acest transfer.

Ionitech Ltd. va lua toate măsurile necesare în mod rezonabil pentru a se asigura că datele dumneavoastră sunt tratate în siguranță și în conformitate cu această Politică de confidențialitate și niciun transfer al datelor dumneavoastră cu caracter personal nu va avea loc către o organizație sau o țară decât dacă există controale adecvate, inclusiv securitatea datelor dumneavoastră. și alte informații personale.

Dezvăluirea datelor

Cerinte legale

Ionitech Ltd. poate dezvălui datele dumneavoastră cu caracter personal cu bună-credință că o astfel de acțiune este necesară pentru:

• Pentru a respecta o obligație legală
• Pentru a proteja și a apăra drepturile sau proprietatea Ionitech Ltd.
• Pentru a preveni sau a investiga posibile abateri în legătură cu Serviciul
• Pentru a proteja siguranța personală a utilizatorilor Serviciului sau a publicului
• Pentru a proteja împotriva răspunderii legale

Securitatea Datelor

Securitatea datelor dumneavoastră este importantă pentru noi, dar rețineți că nicio metodă de transmitere prin Internet sau nicio metodă de stocare electronică nu este 100% sigură. Deși ne străduim să folosim mijloace acceptabile din punct de vedere comercial pentru a vă proteja datele personale, nu putem garanta securitatea lor absolută.

Prestatori de servicii

Este posibil ca companii și persoane terțe să faciliteze Serviciul nostru („Furnizorii de servicii”), să furnizeze Serviciul în numele nostru, să presteze servicii legate de Servicii sau să ne ajute să analizăm modul în care este utilizat Serviciul nostru.

Acești terți au acces la datele dumneavoastră cu caracter personal numai pentru a îndeplini aceste sarcini în numele nostru și sunt obligați să nu le dezvăluie sau să le folosească în niciun alt scop.

Analytics

Putem folosi furnizori de servicii terți pentru a monitoriza și analiza utilizarea Serviciului nostru.

Google Analytics

Google Analytics este un serviciu de analiză web oferit de Google care urmărește și raportează traficul site-ului web. Google folosește datele colectate pentru a urmări și monitoriza utilizarea Serviciului nostru. Aceste date sunt partajate cu alte servicii Google. Google poate folosi datele colectate pentru a contextualiza și a personaliza reclamele propriei rețele de publicitate.

Puteți renunța la a vă pune activitatea pe Serviciu disponibilă pentru Google Analytics instalând programul de completare pentru browser de renunțare Google Analytics. Suplimentul împiedică JavaScript Google Analytics (ga.js, analytics.js și dc.js) să partajeze informații cu Google Analytics despre activitatea de vizite.

Pentru mai multe informații despre practicile de confidențialitate ale Google, vă rugăm să vizitați pagina web privind confidențialitatea și condițiile Google: https://policies.google.com/privacy?hl=ro

Legături către alte site-uri

Serviciul nostru poate conține link-uri către alte site-uri care nu sunt operate de noi. Dacă faceți clic pe un link al unei terțe părți, veți fi direcționat către site-ul acelei părți. Vă sfătuim insistent să examinați Politica de confidențialitate a fiecărui site pe care îl vizitați.

Nu avem control asupra și nu ne asumăm nicio responsabilitate pentru conținutul, politicile de confidențialitate sau practicile oricăror site-uri sau servicii terțe.

Confidențialitatea copiilor

Serviciul nostru nu se adresează nimănui sub 18 ani („Copii”).

Nu colectăm cu bună știință informații de identificare personală de la persoane sub vârsta de 18 ani. Dacă sunteți părinte sau tutore și știți că copiii dumneavoastră ne-au furnizat Date cu caracter personal, vă rugăm să ne contactați. Dacă aflăm că am colectat date cu caracter personal de la copii fără verificarea consimțământului părinților, luăm măsuri pentru a elimina acele informații de pe serverele noastre.

Modificări ale acestei politici de confidențialitate

Putem actualiza Politica noastră de confidențialitate din când în când. Vă vom anunța cu privire la orice modificare prin publicarea noii Politici de confidențialitate pe această pagină.

Vă vom anunța prin e-mail și/sau printr-o notificare vizibilă privind Serviciul nostru, înainte ca modificarea să devină efectivă și vă vom actualiza „data intrării în vigoare” din partea de sus a acestei Politici de confidențialitate.

Sunteți sfătuit să revizuiți periodic această Politică de confidențialitate pentru orice modificări. Modificările aduse acestei Politici de confidențialitate sunt efective atunci când sunt postate pe această pagină.

Contactaţi-ne

Dacă aveți întrebări despre această politică de confidențialitate, vă rugăm să ne contactați:

• Prin e-mail:

Acasă > Document

Posibilități tehnologice ale nitrurării ionice în produsele de întărire din oțeluri de structură și pentru scule

M. N. Bosyakov, S. V. Bondarenko, D. V. Zhuk, P. A. Matusevich

JV „Avicenna International”, Republica Belarus, Minsk,

Sf. Surganova, 2a, 220012, tel. +375 17 2355002

Nitrurarea ion-plasmă (IPA) este o metodă de tratare chimico-termică a produselor din oțel și fontă cu capacități tehnologice mari, care face posibilă obținerea de straturi de difuzie cu compoziția dorită prin utilizarea diferitelor medii gazoase, de ex. procesul de saturare prin difuzie este controlabil și poate fi optimizat în funcție de cerințele specifice pentru adâncimea stratului și duritatea suprafeței. Intervalul de temperatură al nitrurării ionice este mai larg decât al nitrurării cu gaz și se află în intervalul 400-600 0 C. Tratarea la temperaturi sub 500 0 C este eficientă în special în produsele de călire din oțeluri de scule aliate pentru prelucrare la rece, viteză mare și maraging. oţeluri, pentru că proprietățile lor operaționale sunt crescute semnificativ, menținând în același timp duritatea miezului la nivelul de 55-60 HRC. Piesele și sculele din aproape toate industriile sunt supuse unui tratament de întărire prin metoda IPA (Fig. 1).

Orez. 1. Aplicarea nitrurării ion-plasmă pentru întărirea diferitelor produse

Ca urmare a IPA, următoarele caracteristici ale produselor pot fi îmbunătățite: rezistența la uzură, rezistența la oboseală, proprietățile la presiune extremă, rezistența la căldură și rezistența la coroziune. În comparație cu metodele utilizate pe scară largă de întărire a tratamentului chimico-termic al pieselor din oțel, cum ar fi cementarea, carbonitrurarea, cianurarea și nitrurarea gazoasă în cuptoare, metoda IPA are următoarele avantaje principale:

duritate mai mare a suprafeței pieselor nitrurate; fără deformare a pieselor după prelucrare și finisare ridicată a suprafeței; creșterea limitei de anduranță și creșterea rezistenței la uzură a pieselor prelucrate; temperatură de prelucrare mai scăzută, datorită căreia nu au loc transformări structurale în oțel; posibilitatea de prelucrare a găurilor surde și traversante; păstrarea durității stratului nitrurat după încălzire la 600-650 С; posibilitatea de a obține straturi dintr-o compoziție dată; posibilitatea de prelucrare a produselor de dimensiuni și forme nelimitate; fara poluare mediu inconjurator; îmbunătățirea culturii producției; reducerea costului procesării de mai multe ori.

Avantajele IPA se manifestă și printr-o reducere semnificativă a principalelor costuri de producție. Deci, de exemplu, în comparație cu nitrurarea cu gaz în cuptoare, IPA oferă:

reducerea timpului de procesare de 2-5 ori, atât prin reducerea timpului de încălzire și răcire a încărcăturii, cât și prin reducerea timpului de menținere izotermă; reducerea fragilității stratului întărit; reducerea consumului de gaze de lucru de 20-100 de ori; reducerea consumului de energie electrică de 1,5-3 ori; excluderea operațiunii de depasivare; reducerea deformării astfel încât să excludă șlefuirea de finisare; simplitatea și fiabilitatea protecției ecranului împotriva nitrurării suprafețelor neîntărite; îmbunătățirea condițiilor sanitare și igienice de producție; conformitatea deplină a tehnologiei cu toate cerințele moderne pentru protecția mediului.

Comparativ cu întărirea Procesarea IPA permite:

excludeți deformațiile; crește durata de viață a suprafeței nitrurate de 2-5 ori.

Utilizarea IPA în locul carburării, nitrocarburării, nitrurării gazoase sau lichide, călirii volumetrice sau de înaltă frecvență permite salvarea principalelor echipamente și zone de producție, reducând mașina și costuri de transport, reduce consumul de energie electrică și medii gazoase active. Principiul de funcționare al IPA este că într-un mediu gazos descărcat (p = 200-1000 Pa) care conține azot între catod - părți - și anod - pereții camerei de vid - este excitată o descărcare anormală de strălucire, formând un mediu activ (ioni, atomi, molecule excitate), care asigură formarea unui strat nitrurat, constând dintr-o zonă externă - nitrură și o zonă de difuzie situată sub acesta. Factorii tehnologici care afectează eficiența nitrurării ionice sunt temperatura procesului, durata de saturație, presiunea, compoziția și consumul amestecului de gaz de lucru. Temperatura procesului, aria sarcinii implicate în schimbul de căldură și eficiența schimbului de căldură cu peretele (numărul de ecrane) determină puterea necesară pentru a menține descărcarea și pentru a asigura temperatura dorită a produselor. Alegerea temperaturii depinde de gradul de aliere a oțelului nitrur cu elemente nitrutoare: cu cât gradul de aliere este mai mare, cu atât temperatura este mai mare. Temperatura de procesare trebuie să fie cu cel puțin 10-20 0 С mai mică decât temperatura de revenire. Durata procesului și temperatura saturațiile determină adâncimea stratului, distribuția durității pe adâncime și grosimea zonei de nitrură. Compoziția mediului saturant depinde de gradul de aliere al oțelului tratat și de cerințele de duritate și adâncime a stratului nitrurat. Presiunea procesului trebuie să fie astfel încât să asigure o „potrivire” strânsă prin descărcarea suprafeței produselor și să se obțină un strat uniform de nitrur. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că descărcarea în toate etapele procesului trebuie să fie anormală, adică suprafața tuturor părților din sarcină trebuie să fie complet acoperită cu luminiscență, iar densitatea curentului de descărcare trebuie să fie mai mare decât densitatea normală. pentru o presiune dată, ținând cont de gazul cu efect de încălzire în regiunea catodică a descărcării. Odată cu apariția unei noi generații de instalații IPA, care utilizează ca mediu de lucru amestecuri controlate din compoziție de hidrogen, azot și argon, precum și plasmă „pulsată” mai degrabă decât cu curent continuu, capacitatea de fabricație a procesului de nitrurare ionică a crescut semnificativ. Utilizarea încălzirii combinate („pereții fierbinți” ai camerei) sau a protecției termice îmbunătățite (scut de căldură triplu), împreună cu capacitatea de a regla independent compoziția și presiunea gazului în cameră, face posibilă evitarea supraîncălzirii marginilor subțiri de tăiere în timpul încălzirii încărcăturii în timpul prelucrării sculei de tăiere, pentru a controla cu precizie timpul de saturație și, respectiv, și adâncimea stratului, deoarece produsele pot fi încălzite într-un mediu fără azot, de exemplu, într-un amestec de Ar+H2. Izolarea termică eficientă în camera de lucru (scut termic triplu) permite prelucrarea produselor cu consum specific redus de energie, ceea ce permite minimizarea diferențelor de temperatură în interiorul sarcinii în timpul procesării. Acest lucru este evidențiat de distribuția microdurității pe adâncimea stratului nitrurat pentru probele situate în diferite locuri ale încărcăturii (Fig. 2).

Orez. 2. Distribuția microdurității pe adâncimea stratului nitrurat pentru trei probe situate în locuri diferite ale cuștii.

a, c - angrenaj cântărind 10,1 kg, 51 bucăți, st - 40X, modul 4,5, expunere 16 ore, T = 530 0 C;

b, d - angrenaj cu o greutate de 45 kg, 11 buc., st - 38KhN3MFA, modul 3.25 (coroană exterioară)

și 7 mm (coroană internă), expunere 16 ore, Т=555 0 С.

Nitrurarea ionică este o metodă eficientă de tratament de întărire a pieselor din aliate oteluri de structura : roţi dinţate, angrenaje inelare, arbori angrenaj, arbori, roţi dinţate drepte, conice şi cilindrice, cuplaje, arbori angrenaj de configuraţie geometrică complexă etc. arbori etc.) de precizie mică şi medie, care nu necesită şlefuire ulterioară. Aceste tipuri de tratament termic nu sunt fezabile din punct de vedere economic în fabricarea pieselor de înaltă precizie cu încărcare medie și scăzută, deoarece cu acest tratament, se observă deformare semnificativă și este necesară șlefuirea ulterioară. În consecință, la măcinare, este necesar să se îndepărteze o grosime semnificativă a stratului întărit. IPA poate reduce semnificativ deformarea și deformarea pieselor, menținând în același timp rugozitatea suprafeței în Ra = 0,63 ... 1,2 µm, ceea ce permite în marea majoritate a cazurilor utilizarea IPA ca tratament de finisare. Aplicat la mașini-unelte, nitrurare ionică roți dintate reduce semnificativ caracteristicile de zgomot ale mașinilor, crescând astfel competitivitatea acestora pe piață. IPA este cel mai eficient la prelucrarea pieselor similare la scară mare: roți dințate, arbori, osii, arbori dințate, angrenaje dintate arbore, etc. Angrenajele nitrurate cu plasmă au o stabilitate dimensională mai bună în comparație cu angrenajele carburate și pot fi utilizate fără prelucrare suplimentară. În același timp, capacitatea portantă a suprafeței laterale și rezistența bazei dintelui, realizate prin nitrurare cu plasmă, corespund unor roți dințate cementate (Tabelul 1).

tabelul 1

Caracteristicile rezistenței la oboseală a oțelurilor în funcție de metodele de întărire a angrenajelor

Tip de oțel	Tipul de prelucrare	Limită de rezistență la încovoiere, MPa	Limită de rezistență la contactul cu suprafața, MPa	Duritatea flancului dintelui, HV
aliate	întărire
Îmbunătățit (40X, 40XH, 40XFA, 40XH2MA, 40XMFA, 38XM, 38XH3MFA, 38X2H2MFA, 30X2NM etc.)	Nitrurare
Normalizat	Plasma sau întărire prin inducție
Nitrurat special (38HMYUA, 38H2MYUA, 35HYUA, 38HVFYUA, 30H3MF etc.)	Nitrurare
aliate	Carburare și nitrocarburare

În timpul tratamentului de întărire prin nitrurare ionică a pieselor din oțeluri carburate, slab și mediu aliate (18KhGT, 20KhNZA, 20KhGNM, 25KhGT, 40Kh, 40KhN, 40KhFA etc.), este necesară îmbunătățirea forjarilor la început - călirea volumetrică si revenire la o duritate de 241-285 HB (la unele oteluri - 269-302 HB), apoi prelucrare si, in final, nitrurare ionica. Pentru a asigura o deformare minimă a produselor înainte de nitrurarea de reducere a tensiunii, se recomandă să se efectueze recoacerea într-o atmosferă de gaz protectoare, iar temperatura de recoacere ar trebui să fie mai mare decât temperatura de nitrurare. Recoacerea trebuie efectuată înainte de prelucrarea de precizie. Adâncimea stratului nitrurat format pe aceste produse, din oțeluri 40Kh, 18KhGT, 25KhGT, 20Kh2N4A etc., este de 0,3-0,5 mm cu o duritate de 500-800 HV, în funcție de gradul de oțel (Fig. 3). Pentru angrenajele care funcționează în condiții de sarcini mai mari, stratul nitrurat ar trebui să fie la nivelul de 0,6-0,8 mm cu o zonă de nitrură subțire sau fără ea.

Orez. 3. Distribuția microdurității pe adâncimea stratului nitrurat pentru diferite oțeluri

Optimizarea proprietăților stratului întărit este determinată de combinația dintre caracteristicile materialului de bază (duritatea miezului) și parametrii stratului nitrurat. Natura sarcinii determină adâncimea stratului de difuzie, tipul și grosimea stratului de nitrură:

uzura - g'- sau e-layer; sarcină dinamică - grosime limitată a stratului de nitrură sau deloc strat de nitrură; coroziune - e-strat.

Controlul independent al debitului fiecăruia dintre componentele amestecului de gaze, presiunea din camera de lucru și variația temperaturii procesului fac posibilă formarea de straturi de diferite adâncimi și durități (Fig. 4), asigurând astfel o calitate stabilă a prelucrării cu o răspândire minimă a proprietăților de la parte la parte și de la sarcină la sarcină ( Fig. 5).

Orez. 4. Distribuția microdurității pe adâncimea stratului nitrurat de oțel 40Kh

1, 3, 5 - proces într-o etapă;

2.4 - proces în două etape după conținutN 2 în amestecul de lucru

1,2 – T=530 0 C, t=16 ore; 3-T=560 0 C, t=16 ore;

4 – T=555 0 C, t\u003d 15 ore, 5 - T \u003d 460 0 C, t = 16 ore

Orez. 5. Răspândirea microdurității pe adâncimea stratului nitrurat

pentru oțel 40Kh (a) și 38KhNZMFA (b) pentru procese în serie.

Nitrurarea ionică este cunoscută pe scară largă ca una dintre cele metode eficiente crește rezistența la uzură a sculelor de tăiere din oţeluri de mare viteză clasele R6M5, R18, R6M5K5, R12F4K5, etc. Nitrurarea crește rezistența la uzura sculei și rezistența la căldură. Suprafața nitrurata a sculei, care are un coeficient de frecare redus și proprietăți anti-fricțiune îmbunătățite, asigură o îndepărtare mai ușoară a așchiilor și, de asemenea, împiedică lipirea așchiilor de marginile de tăiere și formarea găurilor de uzură, ceea ce face posibilă creșterea viteza de avans și de tăiere. Structura optimă a oțelului rapid nitrurat este martensita cu conținut ridicat de azot, care nu conține nitruri în exces. Această structură este asigurată prin saturarea suprafeței sculei cu azot la o temperatură de 480-520 0 C în timpul nitrurării pe termen scurt (până la 1 oră). În acest caz, se formează un strat întărit cu o adâncime de 20–40 μm cu o microduritate a suprafeței de 1000–1200 HV0,5 cu o duritate a miezului de 800–900 HV (Fig. 6) și durata de viață a sculei după nitrurarea ionică. crește de 2-8 ori, în funcție de tipul și tipul de material prelucrat.

Orez. 6. Structura stratului nitrurat de oțel R6M5 (a) și distribuția microdurității pe adâncimea stratului (b).

Principalul avantaj al nitrurării ionice a sculei este posibilitatea de a obține doar un strat întărit prin difuzie, sau un strat cu nitrură de Fe 4 N monofazată (fază ') la suprafață, spre deosebire de nitrurarea clasică cu gaz în amoniac, unde Stratul de nitrură este format din două faze - '+ , care este o sursă de tensiuni interne la limita de fază și provoacă fragilitatea și exfolierea stratului întărit în timpul funcționării. Nitrurarea ionică este, de asemenea, una dintre principalele metode de creștere a durabilității. scule de ștanțare și echipamente de turnare prin injecție din oțeluri 5KhNM, 4Kh5MFS, 3Kh2V8, 4Kh5V2FS, 4Kh4VMFS, 38Kh2MYUA, Kh12, Kh12M, Kh12F1. Ca urmare a nitrurării ionice, următoarele caracteristici ale produselor pot fi îmbunătățite:

Forjare moare pentru ștanțare la cald si matrite pentru turnarea metalelor si aliajelor - creste rezistenta la uzura, scade lipirea metalelor. Matrite de turnare sub presiune din aluminiu - Stratul nitrurat previne lipirea metalului in zona jetului de lichid, iar procesul de umplere a matritei este mai putin turbulent, ceea ce creste durata de viata a matritelor, iar turnarea este de o calitate superioara.

Îmbunătățește semnificativ nitrurarea ionică și caracteristici de performanta unealtă pentru frig (T< 250 0 С) обработки – вытяжка, гибка, штамповка, прессование, резка, чеканка и прошивка. Основные требования, обеспечивающие высокую работоспособность такого инструмента – высокая прочность при сжатии, износостойкость и сопротивление холодной ударной нагрузке – достигаются в результате упрочняющей обработки методом ионного азотирования. Если для инструмента используется высокохромистая сталь (12% хрома), то азотированный слой должен быть только диффузионным, если низколегированные стали – то дополнительно к диффузионному слою должен быть γ-слой – твердый и пластичный. Особенностью ионного азотирования высокохромистых сталей является то, что выбирая температуру процесса можно в широких пределах сохранять твердость сердцевины изделия, задаваемую предварительной термической обработкой (табл. 2). Для получения износостойкого поверхностного слоя при сохранении вязкой сердцевины штампа необходимо проводить вначале закалку с отпуском на вторичную твердость, размерную обработку и затем ионное азотирование. Для исключения или сведения к минимуму деформаций, возникающих при ионном азотировании штампового инструмента, перед окончательной механической обработкой рекомендуется проводить отжиг в среде инертного газа при температуре как минимум на 20 С ниже температуры отпуска. При необходимости применяют полировку азотированных рабочих поверхностей.

Masa 2.

Caracteristicile otelurilor aliate dupa nitrurare ion-plasma.

calitate de oțel	Duritatea inimiievinovăţie	Temperatura procesului 0 CU	Caracteristicile stratului			Tipul stratului de conexiune recomandat
			Adâncime, mm	tv-st, HV 1	Grosimea stratului compus,
Oteluri pentru prelucrare la cald
Oteluri pentru prelucrare la rece

Și producțiile dezvoltate industrial astăzi preferă tratamentul chimico-termic, în special nitrurarea ion-plasmă (în continuare IPA), care diferă favorabil din punct de vedere economic de tehnologii termice. Astăzi, IPA este utilizat în mod activ în construcțiile de mașini, nave și mașini-unelte, industriile agricole și de reparații, pentru producția de instalații din industria energetică. Printre întreprinderile care utilizează în mod activ tehnologia nitrurării ion-plasmei se numără nume atât de mari precum concernul german Daimler Chrysler, gigantul automobilistic BMW, suedez Volvo, uzina belarusă de tractoare cu roți, KamAZ și BelAZ. În plus, avantajul IPA a fost apreciat de producătorii de scule de presare: Skandex, Nughovens.

Proces tehnologic

Nitrurarea ion-plasmă, utilizată pentru unelte de lucru, piese de mașini, echipamente pentru ștanțare și turnare, asigură saturarea stratului superficial al produsului cu azot sau cu un amestec de azot-carbon (în funcție de materialul piesei de prelucrat). Instalațiile IPA funcționează într-o atmosferă rarefiată la presiuni de până la 1000 Pa. Camera, care funcționează pe principiul unui sistem catod-anod, este furnizată cu un amestec de azot-hidrogen pentru prelucrarea fontei și diverse oțeluri, sau azot pur ca gaz de lucru pentru lucrul cu titan și aliajele sale. Piesa de prelucrat servește drept catod, iar pereții camerei servesc drept anod. Excitarea unei sarcini anormal de strălucitoare inițiază formarea unei plasme și, ca urmare, a unui mediu activ, care include ioni încărcați, atomi și molecule ale amestecului de lucru care se află într-o stare excitată. Presiunea scăzută asigură o acoperire uniformă și completă a piesei de prelucrat cu o strălucire. Temperatura plasmei variază de la 400 la 950 de grade, în funcție de gazul de lucru.

Pentru nitrurarea ion-plasmă este necesară de 2-3 ori mai puțină energie electrică, iar calitatea suprafeței produsului tratat face posibilă eliminarea completă a etapei de finisare a șlefuirii

Filmul format la suprafață este format din două straturi: stratul inferior de difuzie și stratul superior de nitrură. Calitatea stratului de suprafață modificat și eficiență economică Procesul în ansamblu depinde de o serie de factori, inclusiv compoziția gazului de lucru, temperatura și durata procesului.

Asigurarea unei temperaturi stabile se bazează pe procesele de schimb de căldură care au loc direct în interiorul camerei IPA. Pentru a reduce intensitatea procesele metabolice cu pereții camerei se folosesc scuturi termice speciale neconductoare. Acestea permit economii semnificative în consumul de energie. Temperatura procesului, împreună cu durata, afectează adâncimea de penetrare a nitrurilor, ceea ce provoacă modificări în graficul distribuției în adâncime a indicatorilor de duritate. Temperaturile sub 500 de grade sunt cele mai optime pentru nitrurarea oțelurilor aliate prelucrate la rece și a materialelor martensitice, deoarece performanța este crescută fără modificarea durității miezului și distrugerea termică a structurii interne.
Compoziția mediului activ afectează duritatea finală și dimensiunea zonei de nitrură și depinde de compoziția piesei de prelucrat.

Rezultatele aplicării nitrurării ion-plasmă

Nitrurarea ion-plasmă face posibilă creșterea indicatorilor de rezistență la uzură cu o scădere simultană a tendinței de deteriorare prin oboseală a structurii metalice. Obținerea proprietăților de suprafață necesare este determinată de raportul dintre adâncimea și compoziția straturilor de difuzie și nitrură. Strat de nitrură pe bază de compoziție chimică, este de obicei împărțit în două faze definitorii: „gamma” cu un procent mare de compuși Fe4N și „upsilon” cu Fe2N Fe3N. -faza se caracterizeaza prin plasticitate scazuta a stratului superficial cu valori mari de rezistenta tipuri diferite coroziune, faza ε dă o acoperire relativ ductilă rezistentă la uzură.

În ceea ce privește stratul de difuzie, zona de nitrură dezvoltată adiacentă reduce probabilitatea coroziunii intergranulare, oferind un grad de rugozitate suficient pentru frecare activă. Piesele cu un astfel de raport de straturi sunt utilizate cu succes în mecanismele de uzură. Excluderea stratului de nitrură face posibilă prevenirea distrugerii cu o schimbare constantă a forței de sarcină în condiții de presiune suficient de mare.

Acea. Nitrurarea ionică-plasmă este utilizată pentru a optimiza rezistența la uzură, căldură și coroziune, cu o modificare a rezistenței la oboseală și a rugozității, care afectează probabilitatea de uzură a stratului de suprafață.

Avantajele nitrurării cu plasmă ionică

Nitrurarea ion-plasmă într-un proces tehnic bine ajustat asigură o răspândire minimă a proprietăților suprafeței de la o parte la alta la o intensitate energetică relativ scăzută, ceea ce face IPA mai atractiv decât nitrurarea, carbonitrurarea și cianurarea tradiționale cu gaze de cuptor.

Nitrurarea ion-plasmă elimină deformarea piesei de prelucrat, iar structura stratului nitrurat rămâne neschimbată chiar și atunci când piesa este încălzită la 650 de grade, ceea ce, cuplat cu posibilitatea de ajustare fină a proprietăților fizice și mecanice, face posibilă utilizarea IPA pentru rezolvare. o mare varietate de probleme. În plus, nitrurarea ion-plasmă este excelentă pentru prelucrarea oțelurilor de diferite grade, deoarece temperatura de lucru procesul în amestecul de azot-carbon nu depășește 600 de grade, ceea ce exclude încălcările structurii interne și, dimpotrivă, ajută la reducerea probabilității de deteriorare prin oboseală și deteriorare din cauza fragilității ridicate a fazei de nitrură.

Pentru a îmbunătăți performanța anticorozivă și duritatea suprafeței prin nitrurare cu plasmă ionică, sunt potrivite piesele de prelucrat de orice formă și dimensiune, cu găuri traversante și oarbe. Protecția ecranului împotriva nitrurării nu este o soluție de inginerie complexă, astfel încât prelucrarea secțiunilor individuale de orice formă este ușoară și simplă.

În comparație cu alte metode de întărire și creștere a rezistenței intergranulare, IPA se caracterizează printr-o durată de câteva ori mai scurtă a procesului și o reducere de două ori a consumului de gaz de lucru. Acea. Nitrurarea ion-plasmă necesită de 2-3 ori mai puțină energie electrică, iar calitatea suprafeței produsului prelucrat face posibilă eliminarea completă a etapei de finisare a șlefuirii. În plus, este posibil să se inverseze procesul de nitrurare, de exemplu înainte de măcinare.

Epilog

Din păcate, chiar și pe fundalul țărilor vecine, producătorii autohtoni folosesc destul de rar nitrurarea prin metoda ion-plasmă, deși avantajele economice și fizice și mecanice sunt vizibile cu ochiul liber. Introducerea nitrurării ion-plasmă în producție îmbunătățește condițiile de lucru, crește productivitatea și reduce costul muncii, în timp ce durata de viață a produsului procesat crește de 5 ori. De regulă, problema construcției proceselor tehnice folosind instalații pentru IAS se bazează pe problema planului financiar, deși nu există obstacole subiectiv reale. Nitrurarea ionică-plasmă, cu un design de echipament destul de simplu, efectuează mai multe operațiuni simultan, a căror implementare prin alte metode este posibilă numai în etape, când costul și durata vor crește brusc. În plus, există mai multe companii din Rusia și Belarus care cooperează cu producători străini de echipamente IPA, ceea ce face achiziția unor astfel de unități mai accesibilă și mai ieftină. Aparent, principala problemă stă doar în banala luare a deciziilor, care, ca tradiție rusă, se va naște la noi de mult timp și dificil.

Comandă rapidă http://bibt.ru

Nitrurare ionică.

Uneori, acest proces se numește ionitrare sau nitrurare într-o plasmă cu descărcare strălucitoare. Esența acestei metode constă în faptul că o atmosferă rarefiată care conține azot este creată într-un recipient sigilat. În acest scop, se poate folosi azot pur, amoniac sau un amestec de azot și hidrogen. În interiorul recipientului sunt plasate părți nitrurate, care sunt conectate la polul negativ al unei surse de tensiune constantă. Ele joacă rolul unui catod. Peretele recipientului servește drept anod. O tensiune înaltă (500-1000 V) este pornită între catod și anod. În aceste condiții, are loc ionizarea gazului. Ionii de azot încărcați pozitiv rezultați se îndreaptă spre polul negativ - catod. Rezistența electrică a mediului gazos din apropierea catodului crește brusc, drept urmare aproape toată tensiunea furnizată între anod și catod cade pe rezistența din apropierea catodului, la o distanță de câțiva milimetri de acesta. Acest lucru creează o tensiune foarte mare. câmp electric lângă catod.

Ionii de azot, care intră în această zonă de înaltă tensiune, sunt accelerați la viteze mari și, ciocnind cu piesa (catodul), sunt introduși în suprafața acesteia. În acest caz, energia cinetică mare pe care o aveau ionii de azot este transformată în energie termică. Ca rezultat, piesa într-un timp scurt, aproximativ 15–30 min, este încălzită la o temperatură de 470–580°C, la care azotul difuzează în adâncimea metalului, adică are loc procesul de nitrurare. În plus, atunci când ionii se ciocnesc de suprafața piesei, ionii de fier sunt scoși de pe suprafața acesteia. Din acest motiv, suprafața este curățată de peliculele de oxid care împiedică nitrurarea. Acest lucru este deosebit de important pentru nitrurarea oțelurilor rezistente la coroziune, în care un astfel de film de pasivizare este foarte greu de îndepărtat prin metode convenționale.

Nitrurarea ionică are următoarele avantaje față de nitrurarea în cuptor:

1) reducerea duratei totale a procesului de 1,5-2 ori;

2) posibilitatea de a controla procesul pentru a obtine un strat nitrurat cu proprietatile dorite;

3) mai puțină deformare a pieselor datorită încălzirii uniforme; 4) posibilitatea nitrurării oțelurilor și aliajelor rezistente la coroziune fără tratament suplimentar de depasivare.