เทคโนโลยีไนไตรดิ้งขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นผิวของผลิตภัณฑ์โลหะ จำเป็นต้องมีชุดปฏิบัติการนี้เพื่อให้วัตถุเป้าหมายมีคุณสมบัติป้องกัน อย่างไรก็ตาม ไม่เพียงแต่คุณสมบัติทางกายภาพที่เพิ่มไนไตรดิ้งของเหล็กที่บ้านเท่านั้น ซึ่งไม่มีโอกาสที่จะใช้มาตรการที่รุนแรงกว่านี้เพื่อทำให้ชิ้นงานมีลักษณะที่ดีขึ้น
ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับเทคโนโลยีไนไตรดิ้ง
ความต้องการไนไตรด์ถูกกำหนดโดยการรักษาคุณลักษณะที่ช่วยให้ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติคุณภาพสูง เทคนิคส่วนใหญ่ของไนไตรดิ้งจะดำเนินการตามข้อกำหนดสำหรับการประมวลผลทางความร้อนของชิ้นส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เทคโนโลยีการเจียรเป็นที่แพร่หลาย เนื่องจากผู้เชี่ยวชาญสามารถปรับพารามิเตอร์ของโลหะได้แม่นยำยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังอนุญาตให้มีการป้องกันพื้นที่ที่ไม่ได้รับไนไตรด์ ในกรณีนี้ สามารถใช้เคลือบดีบุกบาง ๆ ด้วยเทคนิคกัลวานิกได้ ไนไตรดิ้งคือความอิ่มตัวของชั้นผิวของเหล็กเมื่อเทียบกับวิธีการปรับปรุงโครงสร้างเชิงลึกของลักษณะเฉพาะของโลหะ ซึ่งส่งผลต่อโครงสร้างในระดับที่น้อยกว่าช่องว่าง นั่นคือคุณสมบัติหลักขององค์ประกอบโลหะที่เกี่ยวข้องกับลักษณะภายในจะไม่ถูกนำมาพิจารณาในการปรับปรุงไนไตรด์
วิธีต่างๆของไนไตรดิ้ง
วิธีไนไตรดิ้งอาจแตกต่างกันไป โดยปกติแล้ว วิธีการหลักสองวิธีจะมีความแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสภาวะของโลหะไนไตรด์ วิธีเหล่านี้อาจเป็นวิธีการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและความแข็งของพื้นผิว ตลอดจนการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน ตัวแปรแรกมีความแตกต่างตรงที่โครงสร้างเปลี่ยนไปกับพื้นหลังที่มีอุณหภูมิประมาณ 500 °C การลดลงของไนไตรดิ้งมักจะเกิดขึ้นได้ในระหว่างการบำบัดด้วยไอออน เมื่อการกระตุ้นการปลดปล่อยสารเรืองแสงเกิดขึ้นได้โดยใช้แอโนดและแคโทด ในตัวเลือกที่สอง เหล็กกล้าเจือเป็นไนไตรด์ เทคโนโลยีประเภทนี้ให้การอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 600-700 °C โดยมีระยะเวลาดำเนินการสูงสุด 10 ชั่วโมง ในกรณีดังกล่าว การประมวลผลสามารถใช้ร่วมกับการกระทำทางกลและการตกแต่งด้วยความร้อนของวัสดุ ตามข้อกำหนดที่แน่นอนสำหรับผลลัพธ์
กระทบกับพลาสม่าไอออน
นี่คือวิธีการทำให้โลหะอิ่มตัวในสุญญากาศที่มีไนโตรเจน ซึ่งมีประจุไฟฟ้าเรืองแสงตื่นเต้น ผนังของห้องทำความร้อนสามารถใช้เป็นแอโนดได้ ในขณะที่ชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการโดยตรงทำหน้าที่เป็นแคโทด เพื่อให้การควบคุมโครงสร้างเป็นชั้นง่ายขึ้น อนุญาตให้แก้ไขกระบวนการทางเทคโนโลยีได้ ตัวอย่างเช่น ลักษณะความหนาแน่นกระแส ระดับสุญญากาศ อัตราการไหลของไนโตรเจน ระดับการเพิ่มสุทธิกระบวนการแก๊ส ฯลฯ ในการดัดแปลงบางอย่าง พลาสมาไนไตรดิ้งของเหล็กยังให้การเชื่อมต่อของอาร์กอน มีเทน และไฮโดรเจน ส่วนหนึ่งช่วยให้คุณสามารถปรับลักษณะภายนอกของเหล็กได้อย่างเหมาะสม แต่การเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคยังคงแตกต่างจากการผสมแบบสมบูรณ์ ความแตกต่างที่สำคัญคือ การเปลี่ยนแปลงและการแก้ไขเชิงโครงสร้างเชิงลึกไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะกับสารเคลือบภายนอกและเปลือกของผลิตภัณฑ์เท่านั้น การประมวลผลด้วยไอออนิกอาจส่งผลต่อการเสียรูปโดยรวมของโครงสร้าง
แก๊สไนไตรดิ้ง
วิธีการอิ่มตัวของผลิตภัณฑ์โลหะนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิประมาณ 400 °C แต่ก็มีข้อยกเว้น ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าทนไฟและออสเทนนิติกให้ความร้อนในระดับที่สูงขึ้น - สูงถึง 1200 ° C แอมโมเนียแยกตัวทำหน้าที่เป็นตัวกลางอิ่มตัวหลัก พารามิเตอร์การเสียรูปของโครงสร้างสามารถควบคุมได้ผ่านขั้นตอนแก๊สไนไตรดิ้ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับรูปแบบการประมวลผลที่แตกต่างกัน โหมดที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือรูปแบบสอง สามขั้นตอน และการผสมผสานของแอมโมเนียที่แยกตัวออกจากกัน โหมดที่เกี่ยวข้องกับการใช้อากาศและไฮโดรเจนมักไม่ค่อยใช้ ในบรรดาพารามิเตอร์ควบคุมที่กำหนดไนไตรดิ้งเหล็กตามลักษณะคุณภาพ เราสามารถระบุระดับของการใช้แอมโมเนีย อุณหภูมิ ระดับของการแยกตัว การใช้ก๊าซช่วยในกระบวนการ ฯลฯ
การบำบัดด้วยสารละลายอิเล็กโทรไลต์
มักใช้เทคโนโลยีแอพพลิเคชั่นความร้อนขั้วบวก อันที่จริงนี่คือการแปรรูปวัสดุเหล็กด้วยความเร็วสูงด้วยความร้อนด้วยไฟฟ้าเคมี วิธีนี้ใช้หลักการของการใช้ประจุไฟฟ้าพัลซิ่งที่ไหลผ่านพื้นผิวของชิ้นงานที่วางอยู่ในสื่ออิเล็กโทรไลต์ เนื่องจากผลกระทบจากประจุไฟฟ้ารวมกันบนพื้นผิวของโลหะและสภาพแวดล้อมทางเคมี จึงทำให้เกิดเอฟเฟกต์การขัดเงา ด้วยการประมวลผลดังกล่าว ชิ้นงานเป้าหมายถือได้ว่าเป็นขั้วบวกที่มีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกจากกระแสไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน ปริมาตรของแคโทดไม่ควรน้อยกว่าปริมาตรของแอโนด จำเป็นต้องสังเกตลักษณะเฉพาะบางประการตามที่ไอออนไนไตรดิ้งของเหล็กมาบรรจบกับอิเล็กโทรไลต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้เชี่ยวชาญสังเกตเห็นโหมดต่างๆ สำหรับการก่อตัวของกระบวนการทางไฟฟ้าด้วยแอโนด ซึ่งขึ้นอยู่กับส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์ที่เชื่อมต่ออยู่ ทำให้สามารถควบคุมคุณภาพทางเทคนิคและการทำงานของช่องว่างโลหะได้แม่นยำยิ่งขึ้น
คาทอลิกไนไตรดิ้ง
พื้นที่ทำงานในกรณีนี้ประกอบด้วยแอมโมเนียที่แยกตัวออกจากกันโดยรองรับอุณหภูมิประมาณ 200-400 °C ขึ้นอยู่กับคุณภาพเริ่มต้นของชิ้นงานโลหะ เลือกโหมดความอิ่มตัวที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งเพียงพอที่จะแก้ไขชิ้นงานได้ นอกจากนี้ยังใช้กับการเปลี่ยนแปลงความดันบางส่วนของแอมโมเนียและไฮโดรเจน ระดับการแยกตัวของแอมโมเนียที่ต้องการทำได้โดยการควบคุมแรงดันและปริมาตรของการจ่ายก๊าซ ในเวลาเดียวกัน ตรงกันข้ามกับวิธีการแบบคลาสสิกของแก๊สความอิ่มตัวของเหล็กไนไตรด์แบบคาทอลิกสำหรับโหมดการประมวลผลที่อ่อนโยนยิ่งขึ้น โดยทั่วไปแล้ว เทคโนโลยีนี้จะถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมของอากาศที่มีไนโตรเจนซึ่งมีประจุไฟฟ้าเรืองแสง ฟังก์ชันแอโนดดำเนินการโดยผนังของห้องทำความร้อน และฟังก์ชันแคโทดดำเนินการโดยผลิตภัณฑ์
กระบวนการเปลี่ยนรูปโครงสร้าง
ในทางปฏิบัติวิธีการทำให้อิ่มตัวของพื้นผิวของช่องว่างโลหะทั้งหมดนั้นขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อของผลกระทบของอุณหภูมิ อีกสิ่งหนึ่งคือสามารถใช้วิธีการทางไฟฟ้าและก๊าซเพื่อแก้ไขคุณสมบัติเพิ่มเติมได้โดยเปลี่ยนไม่เพียง แต่ภายนอก แต่ยังรวมถึงโครงสร้างภายนอกของวัสดุด้วย โดยหลักแล้ว นักเทคโนโลยีพยายามปรับปรุงคุณสมบัติความแข็งแรงของวัตถุเป้าหมายและปกป้องจากอิทธิพลภายนอก ตัวอย่างเช่น ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นหนึ่งในวัตถุประสงค์หลักของความอิ่มตัว ซึ่งใช้ไนไตรด์ของเหล็ก โครงสร้างของโลหะหลังการบำบัดด้วยอิเล็กโทรไลต์และตัวกลางที่เป็นก๊าซนั้นมีฉนวนที่สามารถทนต่อความเสียหายทางกลตามธรรมชาติ พารามิเตอร์เฉพาะสำหรับการเปลี่ยนโครงสร้างถูกกำหนดโดยเงื่อนไขสำหรับการใช้ชิ้นงานในอนาคต
ไนไตรดิ้งกับฉากหลังของเทคโนโลยีทางเลือก
พร้อมกับเทคนิคไนไตรดิ้ง โครงสร้างภายนอกของช่องว่างโลหะสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยเทคโนโลยีไซยาไนเดชั่นและคาร์บูไรซิ่ง สำหรับเทคโนโลยีแรกนั้น มันชวนให้นึกถึงการผสมแบบคลาสสิกมากกว่า ความแตกต่างของกระบวนการนี้คือการเพิ่มคาร์บอนลงในสารผสมที่ใช้งาน มีคุณสมบัติและการประสานที่สำคัญ เธอยังอนุญาตให้ใช้คาร์บอน แต่ที่อุณหภูมิสูง - ประมาณ 950 ° C วัตถุประสงค์หลักของความอิ่มตัวดังกล่าวคือเพื่อให้ได้ความแข็งในการทำงานสูง ในเวลาเดียวกัน ทั้งคาร์บูไรซิ่งและไนไตรดิ้งของเหล็กมีความคล้ายคลึงกันเนื่องจากโครงสร้างภายในสามารถรักษาระดับความเหนียวได้ในระดับหนึ่ง ในทางปฏิบัติ การประมวลผลดังกล่าวใช้ในอุตสาหกรรมที่ชิ้นงานต้องทนต่อการเสียดสีที่เพิ่มขึ้น ความล้าทางกล ความต้านทานการสึกหรอ และคุณภาพอื่นๆ ที่รับประกันความทนทานของวัสดุ
ประโยชน์ของไนไตรดิ้ง
ข้อดีหลักของเทคโนโลยีนี้รวมถึงโหมดความอิ่มตัวของชิ้นงานที่หลากหลายและการใช้งานที่หลากหลาย การปรับพื้นผิวที่มีความลึกประมาณ 0.2-0.8 มม. ยังทำให้สามารถรักษาโครงสร้างพื้นฐานของชิ้นส่วนโลหะไว้ได้ อย่างไรก็ตาม มากขึ้นอยู่กับองค์กรของกระบวนการที่ทำไนไตรดิ้งของเหล็กและโลหะผสมอื่น ๆ ดังนั้น เมื่อเทียบกับการผสม การใช้ไนโตรเจนบำบัดมีราคาไม่แพงและสามารถทำได้แม้ที่บ้าน
ข้อเสียของไนไตรดิ้ง
วิธีการนี้เน้นที่การปรับแต่งภายนอกของพื้นผิวโลหะ ซึ่งทำให้เกิดข้อจำกัดในแง่ของตัวบ่งชี้การป้องกัน ต่างจากการบำบัดด้วยคาร์บอน เช่น ไนไตรดิ้งไม่สามารถแก้ไขโครงสร้างภายในของชิ้นงานเพื่อบรรเทาความเครียดได้ ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือความเสี่ยงของผลกระทบด้านลบแม้ในคุณสมบัติการป้องกันภายนอกของผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ประการหนึ่ง กระบวนการไนไตรดิ้งของเหล็กสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและป้องกันความชื้น แต่ในทางกลับกัน มันจะลดความหนาแน่นของโครงสร้างและส่งผลต่อคุณสมบัติความแข็งแรงด้วย
สรุป
เทคโนโลยีการแปรรูปโลหะเกี่ยวข้องกับวิธีการทางกลและทางเคมีที่หลากหลาย บางส่วนเป็นแบบทั่วไปและคำนวณสำหรับการบริจาคที่เป็นมาตรฐานของช่องว่างด้วยวิธีทางเทคนิคและทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจง อื่นๆ เน้นที่การปรับแต่งแบบพิเศษ กลุ่มที่สองประกอบด้วยไนไตรดิ้งของเหล็ก ซึ่งช่วยให้สามารถปรับพื้นผิวด้านนอกของชิ้นส่วนได้เกือบจุด วิธีการปรับเปลี่ยนนี้ทำให้สามารถสร้างอุปสรรคต่ออิทธิพลเชิงลบจากภายนอกได้ในเวลาเดียวกัน แต่ในขณะเดียวกันก็จะไม่เปลี่ยนพื้นฐานของวัสดุ ในทางปฏิบัติ ชิ้นส่วนและโครงสร้างที่ใช้ในการก่อสร้าง วิศวกรรมเครื่องกล และการผลิตเครื่องมือต้องอยู่ภายใต้การดำเนินการดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่ต้องรับน้ำหนักมากในขั้นต้น อย่างไรก็ตาม ยังมีตัวชี้วัดความแข็งแรงที่ไม่สามารถทำได้ผ่านไนไตรด์ ในกรณีเช่นนี้ จะใช้การผสมด้วยการประมวลผลโครงสร้างวัสดุแบบลึกเต็มรูปแบบ แต่ก็มีข้อเสียในรูปแบบของสิ่งสกปรกทางเทคนิคที่เป็นอันตราย
