Nitruration de l'acier à la maison: structure, technologie et description

Les technologies de nitruration sont basées sur un changement destructure de surface d'un produit métallique. Ce complexe d'opérations est nécessaire pour fournir à la cible des caractéristiques de protection. Cependant, non seulement les qualités physiques augmentent la nitruration de l'acier à la maison, où il n'y a pas de place pour des mesures plus radicales pour fournir des ébauches ayant des caractéristiques améliorées.

Informations générales sur la technologie de nitruration

Nécessité de l'application de nitrurationIl est conditionné par le maintien de caractéristiques qui permettent de donner aux produits des propriétés de haute qualité. La part principale des techniques de nitruration est réalisée conformément aux exigences des méthodes thermiques de traitement des pièces. En particulier, la technologie de rectification est répandue, grâce à laquelle les spécialistes peuvent ajuster plus précisément les paramètres du métal. En outre, il est permis de protéger les zones qui ne sont pas sujettes à la nitruration. Dans ce cas, le revêtement avec de fines couches d'étain peut être appliqué par une technique galvanique. Par rapport aux méthodes plus profondes d'amélioration structurelle des caractéristiques des métaux, la nitruration est la saturation de la couche superficielle de l'acier, qui a un effet moindre sur la structure des ébauches. Autrement dit, les qualités fondamentales des éléments métalliques associés aux caractéristiques internes ne sont pas prises en compte dans les améliorations nitrurées.

Variétés de méthodes de nitruration

Les approches de la nitruration peuvent varier.Deux méthodes principales sont généralement distinguées, en fonction des conditions de nitruration du métal. Cela peut être des méthodes pour augmenter l'usure de surface et la dureté, ainsi que pour améliorer la résistance à la corrosion. La première variante diffère en ce que la structure est modifiée sur un fond de température d'environ 500 ° C. La réduction de la nitruration est généralement obtenue par traitement ionique, lorsque la décharge de l'anode et la décharge de la cathode sont réalisées. Dans la deuxième variante, la nitruration dopée de l'acier est produite. Une technologie de ce type fournit un traitement thermique à 600-700 ° C avec une durée de traitement allant jusqu'à 10 heures. Dans de tels cas, le traitement peut être combiné avec une action mécanique et un affinement thermique des matériaux, conformément aux exigences exactes, au résultat.

Exposition aux ions plasmatiques

C'est la méthode de saturation des métaux dans un contenant de l'azoteun vide dans lequel des charges électriques incandescentes sont excitées. Les parois de la chambre de chauffage peuvent servir d'anodes et les ébauches traitées directement servent de cathode. Afin de simplifier le contrôle de la structure de la couche, il est possible de corriger le processus technologique. Par exemple, la densité de courant, le degré de vide, la consommation d'azote, les niveaux d'addition de gaz de procédé pur, etc. peuvent varier.Certaines modifications, la nitruration plasma de l'acier implique également la connexion d'argon, de méthane et d'hydrogène. Cela nous permet en partie d'optimiser les caractéristiques externes de l'acier, mais les modifications techniques sont encore différentes de l'alliage complet. La principale différence réside dans le fait que les changements de structure profonds et les corrections sont effectués non seulement par des revêtements et des enveloppes externes du produit. Le traitement ionique peut affecter la déformation globale de la structure.

Nitridation de gaz

Cette technique de saturation des produits métalliquesest réalisée à un niveau de température de l'ordre de 400 ° C. Mais il y a aussi des exceptions. Par exemple, les aciers réfractaires et austénitiques assurent un niveau de chauffage plus élevé - jusqu'à 1200 ° C. Comme le principal milieu de saturation, l'ammoniac dissocié apparaît. Les paramètres de déformation structurale peuvent être contrôlés au moyen de la procédure de nitruration gazeuse, qui prend différents formats de traitement. Les modes les plus populaires sont les formats à deux et trois étages, ainsi qu'une combinaison d'ammoniac dissocié. Les régimes impliquant l'utilisation d'air et d'hydrogène sont moins souvent utilisés. Parmi les paramètres de contrôle qui déterminent la nitruration de l'acier par des caractéristiques qualitatives, on distingue le niveau de consommation d'ammoniac, la température, le degré de dissociation, la consommation de gaz de procédé auxiliaires, etc.

Traitement avec des solutions d'électrolytes

En règle générale, la technologie d'application est utiliséechauffage anodique. En fait, il s'agit d'une sorte de traitement électrochimique-thermique des matériaux en acier. La base de cette méthode est le principe d'utilisation d'une charge électrique pulsée, qui passe le long de la surface de la billette située dans un milieu électrolytique. En raison de l'effet combiné des charges électriques sur la surface métallique et l'environnement chimique, l'effet de polissage est également atteint. Avec ce traitement, la partie cible peut être considérée comme une anode avec un potentiel positif du courant électrique. En même temps, le volume de la cathode ne doit pas être inférieur au volume de l'anode. Ici, il est nécessaire de noter certaines caractéristiques par lesquelles la nitruration ionique des aciers converge avec les électrolytes. En particulier, les experts notent une variété de modes pour la formation de processus électriques avec des anodes, qui, entre autres choses, dépendent des mélanges d'électrolyte connectés. Ceci permet de réguler plus précisément les qualités techniques et opérationnelles des flans métalliques.

Nitration catholique

L'espace de travail dans ce cas est formél'ammoniac dissocié à l'aide d'un régime de température de l'ordre de 200 à 400 ° C En fonction de la qualité initiale de la pièce métallique, le régime de saturation optimal est choisi, ce qui est suffisant pour corriger la pièce. Ceci s'applique également aux variations de la pression partielle de l'ammoniac et de l'hydrogène. Le niveau nécessaire de dissociation de l'ammoniac est obtenu en contrôlant la pression et les volumes d'alimentation en gaz. Dans ce cas, contrairement aux méthodes classiques de saturation des gaz, la nitruration cathodique de l'acier permet des régimes de traitement plus doux. Habituellement, cette technologie est réalisée dans un environnement contenant de l'azote avec une charge électrique incandescente. La fonction d'anode est réalisée par les parois de la chambre de chauffage, et la cathode par le produit.

Le processus de déformation de la structure

Pratique toutes les méthodes de saturation des surfacesLes flans métalliques sont basés sur la connexion de l'effet de température. Une autre chose est que de plus, des techniques de correction électriques et gazeuses peuvent être utilisées qui changent non seulement la structure externe mais aussi la structure externe du matériau. Principalement, les technologues essaient d'améliorer les propriétés de résistance de l'objet cible et de les protéger des influences externes. Par exemple, la résistance à la corrosion est l'une des tâches principales de la saturation, dans laquelle la nitruration de l'acier est effectuée. La structure du métal après traitement avec les électrolytes et les milieux gazeux est dotée d'une isolation, capable de résister et de destruction mécanique naturelle. Les paramètres spécifiques pour changer la structure sont déterminés par les conditions d'utilisation future de la pièce.

Nitruration dans le contexte des technologies alternatives

Avec la méthode de nitruration, la structure externeles ébauches métalliques peuvent être modifiées par des technologies de cyanuration et de cémentation. Quant à la première technologie, elle ressemble plus à un alliage classique. La différence entre ce processus est l'ajout de carbone dans le mélange actif. A des caractéristiques importantes et la cimentation. Il permet également l'utilisation de carbone, mais à des températures élevées - environ 950 ° C. L'objectif principal d'une telle saturation est d'atteindre une dureté opérationnelle élevée. Dans ce cas, la carburation et la nitruration deviennent similaires en ce que la structure interne peut conserver un certain degré de viscosité. En pratique, ce traitement est utilisé dans les industries où les flans doivent supporter une friction accrue, une fatigue mécanique, une résistance à l'usure et d'autres qualités qui assurent la durabilité du matériau.

Les avantages de la nitruration

Les principaux avantages de la technologie comprennentune variété de modes de saturation des blancs et l'universalité de l'application. Un traitement de surface d'une profondeur d'environ 0,2-0,8 mm permet de maintenir la structure de base de la pièce métallique. Cependant, beaucoup dépend de l'organisation du processus, dans lequel la nitruration de l'acier et d'autres alliages est effectuée. Ainsi, en comparaison avec l'alliage, l'utilisation du traitement à l'azote nécessite moins de dépenses et est autorisée même à la maison.

Inconvénients de la nitruration

La méthode est axée sur la modification externesurfaces métalliques, ce qui provoque une restriction sur les indicateurs de protection. Contrairement au traitement au carbone, par exemple, la nitruration n'est pas capable de corriger la structure interne de la pièce afin de réduire les contraintes. Un autre inconvénient est le risque d'impact négatif même sur les propriétés protectrices externes d'un tel produit. D'une part, le processus de nitruration en acier peut améliorer la résistance à la corrosion et protection contre l'humidité, mais de l'autre - il permettra également de minimiser la densité de la structure et, en conséquence, affecter les propriétés de résistance.

Conclusion

Les technologies de traitement des métaux suggèrentun large éventail de méthodes d'impact mécanique et chimique. Certains d'entre eux sont typiques et sont calculés sur la répartition standardisée des blancs selon des modalités techniques et physiques concrètes. D'autres sont axés sur le raffinement spécialisé. Le deuxième groupe comprend la nitruration de l'acier, ce qui permet la possibilité d'une modification presque ponctuelle de la surface externe de la pièce. Cette méthode de modification permet simultanément de former une barrière contre l'influence négative externe, mais en même temps de ne pas changer la base du matériau. En pratique, de telles opérations sont soumises à des pièces et des structures qui sont utilisées dans la construction, la machinerie et l'instrumentation. Ceci s'applique en particulier aux matériaux soumis initialement à des charges élevées. Cependant, il existe également des indicateurs de résistance, qui ne peuvent être obtenus par la nitruration. Dans de tels cas, le dopage avec un traitement en profondeur de la structure du matériau est utilisé. Mais il a aussi ses inconvénients sous la forme d'impuretés techniques nocives.

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