Azotavimo technologijos yra pagrįstos metalo gaminio paviršiaus struktūros keitimu. Šis operacijų rinkinys reikalingas norint suteikti tiksliniam objektui apsaugines savybes. Tačiau ne tik fizinės savybės padidina plieno azotavimą namuose, kai nėra galimybių imtis radikalesnių priemonių, kad ruošinys būtų pagerintas.
Bendra informacija apie azotinimo technologiją
Azotavimo poreikį lemia savybių, kurios leidžia gaminiams suteikti aukštos kokybės savybes, išlaikymas. Didžioji dalis azotinimo technikų atliekama pagal detalių terminio apdorojimo reikalavimus. Visų pirma plačiai paplitusi šlifavimo technologija, kurios dėka specialistai gali tiksliau sureguliuoti metalo parametrus. Be to, leidžiama apsaugoti vietas, kuriose nėra azotų. Tokiu atveju gali būti dengiamas plonais skardos sluoksniais galvanine technika. Lyginant su gilesniais metalo charakteristikų konstrukcijos gerinimo metodais, azotavimas yra paviršiaus plieno sluoksnio prisotinimas, kuris ne taip paveikia struktūrą.ruošiniai. Tai reiškia, kad į pagrindines metalinių elementų savybes, susijusias su vidinėmis charakteristikomis, neatsižvelgiama į nitrito patobulinimus.
Azotavimo metodų įvairovė
Nitridavimo metodai gali skirtis. Paprastai, priklausomai nuo metalo azotinimo sąlygų, išskiriami du pagrindiniai būdai. Tai gali būti paviršiaus atsparumo dilimui ir kietumo, taip pat atsparumo korozijai gerinimo metodai. Pirmasis variantas skiriasi tuo, kad struktūra keičiama maždaug 500 °C temperatūros fone. Nitridavimo mažinimas paprastai pasiekiamas jonų apdorojimo metu, kai švytėjimo išlydžio sužadinimas realizuojamas anodų ir katodų pagalba. Antrajame variante legiruotas plienas yra azotuotas. Šio tipo technologija numato terminį apdorojimą 600-700 °C temperatūroje, proceso trukmę iki 10 valandų. Tokiais atvejais apdirbimas gali būti derinamas su mechaniniu poveikiu ir terminiu medžiagų apdailavimu, laikantis tikslių rezultato reikalavimų.
Poveikis su plazmos jonais
Tai metalų prisotinimo azoto turinčiame vakuume metodas, kai sužadinami elektros švytėjimo krūviai. Šildymo kameros sienelės gali tarnauti kaip anodai, o tiesiogiai apdoroti ruošiniai – kaip katodas. Siekiant supaprastinti sluoksniuotos struktūros valdymą, leidžiama koreguoti technologinį procesą. Pavyzdžiui, srovės tankio charakteristikos, vakuumo laipsnis, azoto srauto greitis, grynojo įpylimo lygiai.proceso dujos ir tt Kai kuriose modifikacijose plieno plazminis azotavimas taip pat numato argono, metano ir vandenilio sujungimą. Iš dalies tai leidžia optimizuoti išorines plieno charakteristikas, tačiau techniniai pakeitimai vis tiek skiriasi nuo visaverčio legiravimo. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad gilūs struktūriniai pakeitimai ir pataisymai atliekami ne tik ant išorinių gaminio dangų ir apvalkalų. Jonų apdorojimas gali turėti įtakos bendrai konstrukcijos deformacijai.
Dujų azotavimas
Šis metalo gaminių prisotinimo būdas atliekamas maždaug 400 °C temperatūroje. Tačiau yra ir išimčių. Pavyzdžiui, ugniai atsparus ir austenitinis plienas užtikrina aukštesnį šildymo lygį - iki 1200 ° C. Disociuotas amoniakas veikia kaip pagrindinė prisotinimo terpė. Struktūriniai deformacijos parametrai gali būti kontroliuojami naudojant dujų azotavimo procedūrą, kuri apima skirtingus apdorojimo formatus. Populiariausi režimai yra dviejų, trijų pakopų formatai, taip pat disocijuoto amoniako derinys. Režimai, kuriuose naudojamas oras ir vandenilis, naudojami rečiau. Iš valdymo parametrų, kurie lemia plieno azotavimą pagal kokybės charakteristikas, galima išskirti amoniako suvartojimo lygį, temperatūrą, disociacijos laipsnį, pagalbinių proceso dujų suvartojimą ir kt.
Gydymas elektrolitų tirpalais
Paprastai naudojama taikymo technologijaanodo šildymas. Tiesą sakant, tai yra tam tikras elektrocheminis-terminis plieno medžiagų apdorojimas dideliu greičiu. Šis metodas pagrįstas impulsinio elektros krūvio, kuris praeina palei ruošinio, įdėto į elektrolito terpę, paviršių, naudojimo principu. Dėl bendro elektros krūvių poveikio metalo paviršiui ir cheminei aplinkai pasiekiamas ir poliravimo efektas. Naudojant tokį apdorojimą, tikslinė dalis gali būti laikoma anodu, turinčiu teigiamą potencialą iš elektros srovės. Tuo pačiu metu katodo tūris neturėtų būti mažesnis už anodo tūrį. Čia reikia atkreipti dėmesį į kai kurias charakteristikas, pagal kurias plienų jonų azotavimas susilieja su elektrolitais. Visų pirma ekspertai atkreipia dėmesį į įvairius elektrinių procesų su anodais formavimo režimus, kurie, be kita ko, priklauso nuo prijungtų elektrolitų mišinių. Tai leidžia tiksliau reguliuoti metalinių ruošinių technines ir eksploatacines savybes.
Katalikų nitridavimas
Darbo erdvę šiuo atveju sudaro disocijuotas amoniakas, palaikomas maždaug 200–400 °C temperatūros režimas. Atsižvelgiant į pradines metalo ruošinio savybes, parenkamas optimalus prisotinimo režimas, kurio pakanka ruošiniui pataisyti. Tai taip pat taikoma amoniako ir vandenilio dalinio slėgio pokyčiams. Reikiamas amoniako disociacijos lygis pasiekiamas kontroliuojant tiekiamo dujų slėgį ir tūrius. Tuo pačiu metu, priešingai nei klasikiniai dujų metodaiprisotinimas, katalikiškas plieno azotavimas numato švelnesnius apdorojimo būdus. Paprastai ši technologija įgyvendinama azoto turinčioje oro aplinkoje su žėrinčiu elektros krūviu. Anodo funkciją atlieka šildymo kameros sienelės, o katodo – gaminys.
Struktūros deformacijos procesas
Praktiškai visi metalinių ruošinių paviršių prisotinimo būdai yra pagrįsti temperatūros efektų sujungimu. Kitas dalykas, kad galima papildomai naudoti elektrinius ir dujinius charakteristikų koregavimo metodus, keičiant ne tik išorinę, bet ir išorinę medžiagos struktūrą. Technologai daugiausia siekia pagerinti tikslinio objekto stiprumo savybes ir apsaugą nuo išorinių poveikių. Pavyzdžiui, atsparumas korozijai yra vienas iš pagrindinių prisotinimo tikslų, kai atliekamas plieno azotavimas. Metalo struktūra po apdorojimo elektrolitais ir dujinėmis terpėmis yra izoliuota, kuri gali atlaikyti natūralius mechaninius pažeidimus. Konkretūs konstrukcijos keitimo parametrai nustatomi pagal būsimo ruošinio naudojimo sąlygas.
Nitridavimas alternatyvių technologijų fone
Kartu su azotavimo technika, išorinę metalinių ruošinių struktūrą galima pakeisti cianidavimo ir karbiuravimo technologijomis. Kalbant apie pirmąją technologiją, ji labiau primena klasikinį legiravimą. Šio proceso skirtumas yra anglies pridėjimas prie aktyvių mišinių. Jis turi reikšmingų savybių ir cementavimo. Ji taip patleidžia naudoti anglį, bet aukštesnėje temperatūroje – apie 950 °C. Pagrindinis tokio prisotinimo tikslas yra pasiekti aukštą darbo kietumą. Tuo pačiu metu plieno karbonizavimas ir azotavimas yra panašūs tuo, kad vidinė struktūra gali išlaikyti tam tikrą kietumo laipsnį. Praktiškai toks apdirbimas naudojamas pramonės šakose, kur ruošiniai turi atlaikyti padidintą trintį, mechaninį nuovargį, atsparumą dilimui ir kitas savybes, užtikrinančias medžiagos ilgaamžiškumą.
Azotavimo privalumai
Pagrindiniai technologijos pranašumai yra įvairūs ruošinio prisotinimo režimai ir pritaikymo universalumas. Paviršiaus apdorojimas, kurio gylis yra apie 0,2-0,8 mm, taip pat leidžia išsaugoti pagrindinę metalinės dalies struktūrą. Tačiau daug kas priklauso nuo proceso, kuriame atliekamas plieno ir kitų lydinių azotavimas, organizavimo. Taigi, palyginti su legiravimu, apdorojimas azotu yra pigesnis ir jį galima atlikti net namuose.
Azotavimo trūkumai
Metodas yra orientuotas į išorinį metalinių paviršių tobulinimą, dėl kurio ribojami apsauginiai rodikliai. Skirtingai nei, pavyzdžiui, apdorojimas anglimi, azotavimas negali pakoreguoti ruošinio vidinės struktūros, kad sumažintų įtampą. Kitas trūkumas yra neigiamo poveikio rizika net išorinėms tokio gaminio apsauginėms savybėms. Viena vertus, plieno azotinimo procesas gali pagerinti atsparumą korozijai irapsauga nuo drėgmės, bet, kita vertus, sumažins konstrukcijos tankį ir atitinkamai paveiks stiprumo savybes.
Išvada
Metalo apdirbimo technologijos apima daugybę mechaninio ir cheminio veikimo metodų. Kai kurie iš jų yra tipiški ir yra apskaičiuoti standartizuotam ruošinių aprūpinimui specifiniais techniniais ir fiziniais metodais. Kiti sutelkia dėmesį į specializuotą tobulinimą. Antroji grupė apima plieno azotavimą, kuris leidžia beveik tašką patobulinti detalės išorinį paviršių. Šis modifikavimo būdas leidžia vienu metu suformuoti barjerą nuo išorinės neigiamos įtakos, bet tuo pačiu nekeisti medžiagos pagrindo. Praktikoje tokios operacijos atliekamos su dalimis ir konstrukcijose, kurios naudojamos statybose, mechaninėje inžinerijoje ir prietaisų gamyboje. Tai ypač pasakytina apie medžiagas, kurios iš pradžių patiria didelių apkrovų. Tačiau yra ir stiprumo rodiklių, kurių negalima pasiekti naudojant nitridavimą. Tokiais atvejais naudojamas legiravimas su giliu viso formato medžiagos struktūros apdorojimu. Tačiau jis taip pat turi trūkumų – kenksmingų techninių priemaišų.
