नाइट्राइडिंग उपचार परिचय

नाइट्राइडिंग उपचार

नाइट्राइड गियर

नाइट्राइडिंग उपचार एक रासायनिक गर्मी उपचार प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसमें नाइट्रोजन परमाणु एक निश्चित तापमान पर एक निश्चित माध्यम में वर्कपीस की सतह में घुसपैठ करते हैं। नाइट्राइड उत्पादों में उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध, थकान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध होते हैं।

यहां हम नेट्रेक्स के वीडियो पर एक नज़र डालते हैं, नेट्रेक्स बहुत अच्छी तरह से बताता है कि नाइट्राइडिंग क्या है।

नाइट्राइडिंग उपचार का परिचय

पारंपरिक मिश्र धातु इस्पात सामग्री में एल्यूमीनियम, क्रोमियम, वैनेडियम और मोलिब्डेनम तत्व नाइट्राइडिंग के लिए बहुत सहायक होते हैं। जब ये तत्व नाइट्राइडिंग तापमान पर नवजात नाइट्रोजन परमाणुओं के संपर्क में आते हैं, तो स्थिर नाइट्राइड बनते हैं।

विशेष रूप से, मोलिब्डेनम तत्व न केवल नाइट्राइड उत्पन्न करने के लिए एक तत्व के रूप में कार्य करता है बल्कि नाइट्राइडिंग तापमान पर होने वाली भंगुरता में कमी के रूप में भी कार्य करता है। अन्य मिश्र धातु स्टील्स में तत्व, जैसे निकल, तांबा, सिलिकॉन, मैंगनीज, आदि, नाइट्राइडिंग विशेषताओं में ज्यादा योगदान नहीं देते हैं।

सामान्यतया, यदि स्टील में एक या अधिक नाइट्राइड बनाने वाले तत्व होते हैं, तो नाइट्राइडिंग के बाद प्रभाव अपेक्षाकृत अच्छा होता है। उनमें से, एल्यूमीनियम सबसे मजबूत नाइट्राइड तत्व है, और 0.85 से 1.5 प्रतिशत एल्यूमीनियम के साथ नाइट्राइडिंग के सर्वोत्तम परिणाम हैं।

जहां तक ​​क्रोमियम युक्त क्रोमियम स्टील का संबंध है, यदि पर्याप्त मात्रा में सामग्री हो तो अच्छे परिणाम भी प्राप्त किए जा सकते हैं। लेकिन मिश्र धातु युक्त कार्बन स्टील नहीं है क्योंकि नाइट्राइड परत बहुत भंगुर और छीलने में आसान है, इसलिए यह नाइट्राइडिंग स्टील के लिए उपयुक्त नहीं है।

आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले छह नाइट्राइडिंग स्टील्स निम्नानुसार हैं:

(1) एल्युमिनियम युक्त कम मिश्र धातु इस्पात (मानक नाइट्राइड स्टील)

(2) SAE 4100, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 श्रृंखला मध्यम कार्बन कम मिश्र धातु इस्पात युक्त क्रोमियम।

(3) हॉट वर्क डाई स्टील (लगभग 5 प्रतिशत क्रोमियम युक्त) SAE H11 (SKD-61) H12, H13

(4) फेरिटिक और मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील एसएई 400 श्रृंखला

(5) ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील एसएई 300 श्रृंखला

(6) वर्षा सख्त स्टेनलेस स्टील 17-4PH, 17-7PH, A-286, आदि।

एल्यूमीनियम युक्त मानक नाइट्राइड स्टील नाइट्राइडिंग के बाद एक उच्च कठोरता और उच्च पहनने के प्रतिरोध की सतह परत प्राप्त कर सकता है, लेकिन कठोर परत भी बहुत भंगुर होती है। इसके विपरीत, क्रोमियम युक्त कम-मिश्र धातु स्टील में कठोरता कम होती है, लेकिन कठोर परत सख्त होती है, और इसकी सतह में भी काफी पहनने का प्रतिरोध और बीम प्रतिरोध होता है। इसलिए, सामग्री का चयन करते समय, आपको सामग्री की विशेषताओं पर ध्यान देना चाहिए और भागों के कार्यों को पूरा करने के लिए उनके फायदे का पूरा उपयोग करना चाहिए। H11 (SKD61) D2 (SKD-11) जैसे टूल स्टील्स के लिए, उनके पास उच्च सतह कठोरता और उच्च कोर ताकत है।

प्रभाव

स्टील भागों के पहनने के प्रतिरोध, सतह की कठोरता, थकान की सीमा और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाएं।

तकनीकी प्रक्रिया

नाइट्राइडिंग से पहले भागों की सतह की सफाई

गैस के घटने से घटने के तुरंत बाद अधिकांश भागों को नाइट्राइड किया जा सकता है। कुछ हिस्सों को गैसोलीन से भी साफ करने की आवश्यकता होती है, लेकिन अगर नाइट्राइडिंग से पहले अंतिम प्रसंस्करण विधि पॉलिशिंग, पीस, पॉलिशिंग आदि का उपयोग करती है, तो यह एक सतह परत का उत्पादन कर सकती है जो नाइट्राइडिंग में बाधा डालती है, जिसके परिणामस्वरूप नाइट्राइडिंग के बाद असमान या असमान नाइट्राइडिंग होती है।

झुकने जैसे दोष उत्पन्न हुए। इस समय, सतह परत को हटाने के लिए निम्नलिखित दो विधियों में से एक का उपयोग किया जाना चाहिए। पहली विधि नाइट्राइडिंग से पहले तेल निकालने के लिए सबसे पहले गैस का उपयोग करती है। फिर सतह (अपघर्षक सफाई) को सैंडब्लास्ट करने के लिए एल्यूमिना पाउडर का उपयोग करें। दूसरी विधि सतह पर फॉस्फेट कोटिंग लागू करना है।

नाइट्राइडिंग फर्नेस की निकास हवा

संसाधित भागों को नाइट्राइडिंग फर्नेस में रखें और फर्नेस कवर को गर्म करने के लिए सील करें, लेकिन 150 डिग्री तक गर्म करने से पहले, फर्नेस समाप्त हो जाना चाहिए। भट्ठी का मुख्य कार्य अमोनिया के विघटित होने पर विस्फोटक गैस को हवा के संपर्क में आने से रोकना और संसाधित वस्तु और समर्थन की सतह के ऑक्सीकरण को रोकना है।

उपयोग की जाने वाली गैस अमोनिया और नाइट्रोजन है। भट्ठी में हवा निकालने के लिए आवश्यक चीजें इस प्रकार हैं:

संसाधित किए जाने वाले भागों को स्थापित करने के बाद, भट्ठी के कवर को सील कर दिया जाता है, और निर्जल अमोनिया गैस शुरू कर दी जाती है, और प्रवाह दर यथासंभव अधिक होती है।

हीटिंग फर्नेस के स्वचालित तापमान नियंत्रण को 150 डिग्री पर सेट करें और गर्म करना शुरू करें (ध्यान दें कि फर्नेस का तापमान 150 डिग्री से अधिक नहीं हो सकता)।

जब भट्ठी में हवा को 10 प्रतिशत से कम कर दिया जाता है, या निकास गैस में NH3 का 90 प्रतिशत से अधिक होता है, तो भट्ठी का तापमान नाइट्राइडिंग तापमान तक बढ़ जाता है।

अमोनिया अपघटन दर

नाइट्राइडिंग नवजात नाइट्रोजन के साथ अन्य मिश्र धातु तत्वों से संपर्क करके किया जाता है, लेकिन नवजात नाइट्रोजन का उत्पादन यह है कि अमोनिया के अपघटन को बढ़ावा देने के लिए अमोनिया गैस गर्म स्टील के संपर्क में आने पर स्टील खुद उत्प्रेरक बन जाती है।

यद्यपि विभिन्न अपघटन दरों के साथ अमोनिया के तहत नाइट्राइडिंग किया जा सकता है, अपघटन दर आम तौर पर 15-30 प्रतिशत होती है, और नाइट्राइडिंग के लिए आवश्यक मोटाई कम से कम 4-10 घंटे तक बनी रहती है, और उपचार तापमान लगभग बनाए रखा जाता है 520 डिग्री।

शांत हो जाओ

अधिकांश औद्योगिक नाइट्राइडिंग भट्टियों में नाइट्राइडिंग कार्य पूरा होने के बाद हीटिंग फर्नेस और संसाधित भागों को जल्दी से ठंडा करने के लिए हीट एक्सचेंजर्स होते हैं। यही है, नाइट्राइडिंग पूरा होने के बाद, भट्ठी के तापमान को लगभग 50 डिग्री कम करने के लिए हीटिंग पावर बंद कर दी जाती है, और फिर अमोनिया प्रवाह दर दोगुनी हो जाती है और हीट एक्सचेंजर शुरू हो जाता है।

इस समय, यह देखने के लिए ध्यान दें कि क्या भट्ठी में सकारात्मक दबाव की पुष्टि करने के लिए निकास पाइप से जुड़ी कांच की बोतल में बुलबुले बह रहे हैं। भट्ठी में पेश की गई अमोनिया गैस के स्थिर होने के बाद, भट्ठी में सकारात्मक दबाव बनाए रखने तक अमोनिया की प्रवाह दर को कम किया जा सकता है।

जब भट्ठी का तापमान 150 डिग्री से नीचे चला जाता है, तो भट्ठी में गैस को हटाने की विधि का उपयोग करके हवा या नाइट्रोजन डालने के बाद भट्ठी के कवर को खोला जा सकता है जैसा कि ऊपर वर्णित है।

गैस नाइट्राइडिंग

1923 में जर्मन AF ry द्वारा गैस नाइट्राइडिंग प्रकाशित की गई थी। वर्कपीस को एक भट्टी में रखा गया था, और NH3 गैस को सीधे नाइट्राइडिंग भट्टी में 500-550 डिग्री पर डाला गया था और NH3 गैस को विघटित करने के लिए 20-100 घंटे तक रखा गया था। एक परमाणु अवस्था में।

(एन) गैस और (एच) गैस के साथ नाइट्राइडिंग उपचार स्टील की सतह पर पहनने के लिए प्रतिरोधी और संक्षारण प्रतिरोधी यौगिक परत बनाने का मुख्य उद्देश्य है। इसकी मोटाई लगभग 0.02-0.02m/m है, और इसकी प्रकृति अत्यंत कठोर Hv 1000 ~1200, और अत्यंत भंगुर है। NH3 की अपघटन दर प्रवाह दर और तापमान के आधार पर भिन्न होती है।

प्रवाह दर जितनी बड़ी होगी, अपघटन दर उतनी ही कम होगी, प्रवाह दर जितनी कम होगी, अपघटन दर उतनी ही अधिक होगी और तापमान जितना अधिक होगा, अपघटन दर उतनी ही अधिक होगी। तापमान जितना कम होगा, अपघटन दर उतनी ही कम होगी। NH3 गैस निम्नानुसार 570 डिग्री पर थर्मल अपघटन से गुजरती है:

NH3 →〔N〕Fe प्लस 3/2 H2

विघटित एन तब स्टील की सतह में फैलकर बनता है। फेज फे2-3एन गैस नाइट्राइडिंग, सामान्य नुकसान यह है कि कठोर परत पतली होती है और नाइट्राइडिंग का समय लंबा होता है।

नाइट्राइडिंग के लिए NH3 के अपघटन के कारण गैस नाइट्राइडिंग की दक्षता कम होती है, इसलिए आमतौर पर नाइट्राइडिंग के लिए उपयुक्त स्टील्स का चयन करने के लिए तय किया जाता है, जैसे कि अल, सीआर, मो और अन्य नाइट्राइडिंग तत्व, अन्यथा नाइट्राइडिंग संभव नहीं होगा।

आम तौर पर, JIS और SACM1 का उपयोग किया जाता है। नए JIS, SACM645 और SKD61 को मजबूत और सख्त उपचार के साथ शमन और तड़के भी कहा जाता है। क्योंकि अल, सीआर, मो, आदि सभी तत्व हैं जो परिवर्तन बिंदु तापमान को बढ़ाते हैं, शमन तापमान अधिक होता है, और तड़के का तापमान भी सामान्य संरचनात्मक मिश्र धातु स्टील्स की तुलना में अधिक होता है। नाइट्राइडिंग तापमान पर लंबे समय तक हीटिंग के दौरान तड़के की भंगुरता होती है, इसलिए शमन और तड़के के उपचार को पहले से लागू किया जाता है।

NH3 गैस नाइट्राइडिंग, क्योंकि लंबे समय के कारण सतह खुरदरी, कठोर और भंगुर होती है, इसे पीसना आसान नहीं होता है, और लंबा समय किफायती नहीं होता है। इसका उपयोग प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन की फीडिंग ट्यूब और स्क्रू रॉड के नाइट्राइडिंग के लिए किया जाता है।

तरल नाइट्राइडिंग

तरल नाइट्रोकार्बराइजिंग का मुख्य अंतर यह है कि नाइट्राइड परत में Fe3Nε चरण होता है, Fe4Nr चरण मौजूद होता है लेकिन Fe2Nξ चरण नाइट्राइड नहीं होता है। नाइट्राइडिंग प्रक्रिया में ξ चरण यौगिक कठोर और भंगुर होता है, जो कठोरता में खराब होता है, और तरल नाइट्रोकार्बराइजिंग विधि जंग को हटाने, कम करने, वर्कपीस को पहले से गरम करने और नाइट्राइडिंग क्रूसिबल में रखने की है।

क्रूसिबल मुख्य नमक के रूप में TF-1 से बना होता है, और इसे कई मिनटों से लेकर कई घंटों तक 560-600 डिग्री तक गर्म किया जाता है। , नाइट्राइडिंग परत की गहराई वर्कपीस पर बाहरी भार के आकार के अनुसार निर्धारित की जाती है। प्रसंस्करण के दौरान, एक निश्चित मात्रा में वायु नाइट्राइडिंग एजेंट को सीएन या सीएनओ में विघटित करने के लिए क्रूसिबल के नीचे एक वायु ट्यूब डाली जानी चाहिए, जो काम की सतह में प्रवेश और फैल जाएगी, ताकि वर्कपीस की सतह का सबसे बाहरी परिसर N का 8-9 प्रतिशत wt और C की एक छोटी मात्रा और प्रसार परत है।

स्टील को अधिक थकान प्रतिरोधी बनाने के लिए नाइट्रोजन परमाणु -Fe बेस में फैल जाते हैं। नाइट्राइडिंग अवधि के दौरान, सीएनओ के अपघटन और खपत के कारण, हवा की मात्रा को समायोजित करने या नया नमक जोड़ने के लिए 6-8 घंटों के उपचार में नमक की संरचना का लगातार परीक्षण करना आवश्यक है।

तरल नरम नाइट्राइडिंग उपचार के लिए प्रयुक्त सामग्री लौह धातु है। नाइट्राइडिंग के बाद सतह की कठोरता अधिक होती है यदि सतह की कठोरता में अल, सीआर, मो, टीआई, और अधिक सोने की सामग्री होती है, नाइट्राइडिंग गहराई जितनी कम होती है, जैसे कार्बन स्टील एचवी 350 -650, स्टेनलेस स्टील एचवी {{1} }, नाइट्राइड स्टील एचवी 800-1100।

तरल नाइट्रोकार्बराइजिंग पहनने के लिए प्रतिरोधी और थकान प्रतिरोधी ऑटोमोबाइल भागों, सिलाई मशीन, कैमरा, आदि के लिए उपयुक्त है, जैसे सिलेंडर लाइनर प्रसंस्करण, वाल्व प्रसंस्करण, पिस्टन बैरल प्रसंस्करण, और गैर-विकृत मोल्ड। तरल नाइट्रोकार्बराइजिंग का उपयोग करने वाले देशों में पश्चिमी यूरोपीय देश, संयुक्त राज्य अमेरिका, सोवियत संघ और जापान शामिल हैं।

आयन नाइट्राइडिंग

इस विधि में वर्कपीस को नाइट्राइडिंग फर्नेस में रखना है, फर्नेस को पहले से 10-2-10-3 Torr (㎜Hg) पर वैक्यूम करना है, फिर N2 गैस या N2 प्लस H2 मिश्रित गैस डालना है, और फर्नेस को {{4} तक पहुंचने के लिए एडजस्ट करना है। } Torr, फर्नेस बॉडी को एनोड, वर्कपीस को कैथोड से कनेक्ट करें, और दो ध्रुवों के बीच डीसी वोल्टेज के सैकड़ों वोल्ट लागू करें।

इस समय, भट्ठी में एन 2 गैस सकारात्मक आयनों में उज्ज्वल रूप से छुट्टी दे दी जाएगी और काम की सतह पर चली जाएगी। वोल्टेज तेजी से गिरता है, जिससे सकारात्मक आयन कैथोड की सतह पर तेज गति से दौड़ते हैं, गतिज ऊर्जा को गैस ऊर्जा में बदलते हैं, ताकि नाइट्रोजन आयनों के प्रभाव के कारण वर्कपीस की सतह का तापमान बढ़ सके, सतह नाइट्रोजन आयनों के साथ संयोजन करने के लिए वर्कपीस को Fe.CO और अन्य तत्वों के साथ छिड़का जाता है। FeN, परिणामस्वरूप, नाइट्राइडिंग उत्पन्न करने के लिए लोहे के नाइट्राइड को वर्कपीस पर धीरे-धीरे सोख लिया जाता है।

आयन नाइट्राइडिंग मूल रूप से नाइट्रोजन का उपयोग करता है, लेकिन अगर हाइड्रोकार्बन गैस जोड़ा जाता है, तो इसका उपयोग आयन नरम नाइट्राइडिंग के लिए किया जा सकता है, लेकिन इसे आम तौर पर आयन नाइट्रोजन रासायनिक उपचार कहा जाता है, आंशिक दबाव अनुपात को बदलकर वर्कपीस की सतह पर नाइट्रोजन एकाग्रता को समायोजित किया जा सकता है। भट्ठी में भरी हुई मिश्रित गैस (N2 प्लस H2) की।

जब शुद्ध आयन नाइट्राइडिंग, कार्य सतह पर एकल-चरण r′ (Fe4N) संरचना में N सामग्री होती है, 5.7 से 6.1 प्रतिशत wt पर, परत की मोटाई 10μm के भीतर होती है। यौगिक परत मजबूत है और झरझरा नहीं है, और गिरना आसान नहीं है। चूंकि लौह नाइट्राइड लगातार वर्कपीस द्वारा अवशोषित होता है और इंटीरियर में फैलता है, सतह से इंटीरियर तक की संरचना FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N क्रम में बदलती है, एकल-चरण ε (Fe3N) में 5 होता है। {{13 }}.0 प्रतिशत wt N, और एकल-चरण (Fe2N) में 11.0-11.35 प्रतिशत wt होता है।

आयन नाइट्राइडिंग पहले r चरण उत्पन्न करता है और फिर जोड़ता है हाइड्रोजन कार्बाइड के मामले में, यौगिक परत और प्रसार परत जो एप्सिलॉन चरण में बदल जाती है, प्रसार परत में वृद्धि थकान शक्ति में वृद्धि में बहुत योगदान देती है। क्षरणशीलता चरण में सबसे अच्छा है।

आयन नाइट्राइडिंग उपचार की डिग्री 350 डिग्री से शुरू हो सकती है। सामग्री और इसके संबंधित यांत्रिक गुणों को देखते हुए उपचार का समय कई मिनट या लंबा भी हो सकता है। यह विधि थर्मल अपघटन विधि का उपयोग करके पिछले नाइट्राइडिंग उपचार के समान है। तरीका अलग है। चूंकि यह विधि उच्च आयन ऊर्जा का उपयोग करती है, स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम, कोबाल्ट इत्यादि जैसी सामग्री, जिन्हें अतीत में इलाज करना मुश्किल माना जाता था, को भी उत्कृष्ट सतह सख्त के साथ आसानी से इलाज किया जा सकता है।

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