Karbonitridaatio on prosessi, jossa hiili ja typpi johdetaan teräsosan pintaan. Tämän prosessin tavoitteena on muodostaa austeniitti (edellä A3), josta tulee sammutuksen jälkeen martensiittimatriisin mikrorakenne. Jos teräkseen joutuu liikaa typpeä, se voi johtaa austeniitin säilymiseen eli austeniittiin, joka ei sammutuksen jälkeen muutu martensiittiseksi mikrorakenteeksi. Tämä voi aiheuttaa ongelmia, kuten lisääntynyt huokoisuus, jolla monet pienet reiät heikentävät materiaalin rakennetta. Tästä syystä on erittäin tärkeää käyttää asianmukaista lämpökäsittelyilmapiiriä, vaimentaa väliainetta ja yleistä hiilivetyprosessia.

Karbonitriding Process

Atmosphere: karbonitriding process on samankaltainen kuin kaasun carburizing process, mutta lisäämällä ammoniakkia hiilen rinnalle. Tämä prosessi lisää 0,5 – 0,8% hiiltä ja 0,2-0.4% typpeä teräksen pintaan. Typpi on peräisin ilmakehässä olevasta ammoniakista.

lämpökäsittely: hiilensidonnassa käytettävän lämpötilan tulisi olla noin 850°C (1550°F). Tämä on alhaisempi kuin lämpötila käytetään carburizing, ja aika, jonka osa on lämpökäsitelty on lyhyempi samoin. Nämä alhaisemmat lämpötilat käytetään carbitriding verrattuna carburation tarkoittaa myös vähemmän vääristymiä osa, erityisesti aikana vaimentaa. Tämä on kuitenkin korkeampi lämpötila kuin mitä käytetään tavanomaiseen nitridointiin.

sammutus: Kun osa on lämpökäsitelty, se on välittömästi sammutettava joko öljyssä tai kaasussa, jossa on suojaava ilmakehä. Vesi on toinen mahdollinen sammutusaine, mutta miedot teräkset voivat vesisammutuksessa vääristää enemmän. Tästä syystä veden yllä suositellaan sammutusta öljyssä tai kaasussa, jossa on suojaava ilmakehä.

Kotelokarkaisusyvyys (CHD): kotelokarkaisusyvyys on se, kuinka syvälle teräksen pintaan kovettumisprosessi läpäisee. Tämä syvyys riippuu useista tekijöistä, kuten karbonitriding syvyys, kovettumislämpötila, vaimennus nopeus, kovettuvuus teräksen, ja mitat komponentin.

Hiilensidonnan hyödyt

kuten aiemmin mainittiin, hiilensidonnan tavoitteena on antaa teräkselle kovempi ulkokuori. Karkaistu kotelo ei kuitenkaan ole lisäkerros teräksen päällä. Hiiltymisprosessi muuttaa komponentin pintakerrosta, joten alkuperäiset mitat säilyvät. Tämä tapaus kovettuminen on tyypillisesti välillä 0,07-0,75 mm paksu. Paksumpi kotelo tarkoittaa enemmän kulumissuojaa, mutta mitään yli 0,75 mm ei yleensä ole sen arvoista aikaa ja vaivaa se vie saavuttaa. Lisäksi kuoren kovuus voi kasvaa jopa 65 – 66 HRC Rockwellin asteikolla, joka asettaa sen ”erittäin kova teräs” – luokkaan.

karbonitridaatiosta johtuva martensiittimatriisin mikrorakenne on yksi tämän prosessin käytön ensisijaisista eduista. Tämä mikrorakenne antaa teräksen uloimmalle kerrokselle sen paremman kestävyyden, kulutuskestävyyden ja sitkeyden. Koska tämä lisääntynyt kestävyys ja kulutuskestävyys, carbitrided osat ovat pidentyneet elinkaaret huonosti voideltu ja saastunut ympäristöissä, jotka normaalisti olisivat liian äärimmäisiä niiden käsittelemätön kollegansa. Lisäksi tällä tavalla käsitellyillä osilla on puristavia jäännösjännityksiä – 25ksi (-172mpa).

muita hiilinielun etuja ovat muun muassa se, että se sopii erinomaisesti pienten komponenttien massatuotantoon. Mitä pienempi komponentti, sitä helpompi on saavuttaa suurempi kotelon syvyys. On myös vastustuskykyä pehmenemistä aikana karkaisu, ja kasvu iskunkestävyys, joka voi olla arvokkaita ominaisuuksia tietyissä tilanteissa. Ja sekä carbitriding ja carburizing voidaan tehdä yhdessä yhdistää niiden ominaisuuksia.

Karbonitridoidut Osasovellukset

karbonitridoitavissa terästyypeissä on paljon vaihtelua, johon kuuluu pelkkää hiiltä, mietoa (pelkistetty alumiini), niukkaseosteinen (enintään 0,25% hiiltä), vapaa leikkaus ja sintrattu teräs. Käytetty teräs riippuu siitä, mihin komponenttia lopulta käytetään. Joitakin yleisimpiä osia, jotka luottavat carbonitriding ovat hammaspyörähampaat, kamerat ja akselit, laakerit, Kiinnittimet ja nastat, hydraulinen männän sauvat, autojen kytkin levyt, työkalut, ja kuolee.

tarkastellessamme vain muutamaa näistä hiiliteräksen mahdollisista sovelluksista voimme nähdä, miten tämän prosessin hyödyt toimivat reaalimaailmassa. Esimerkiksi hydrauliset mäntätangot voivat hyötyä lisääntyneestä eliniästä, jonka carbonitriding tarjoaa huonosti voidelluissa ja saastuneissa ympäristöissä. Hydraulisylinterin huono voitelu voi aiheuttaa metallihiutaleiden irtoamisen ja saastuttaa järjestelmän. Tämä saastuminen johtaa sitten kulumisen lisääntymiseen, joka lopulta tuhoaa sylinterin sisäpuolelta. Jotkut hydraulisylinterit on suljettu loppuiäksi, mikä tarkoittaa, että niiden voiteluainetta ei voi vaihtaa pois, kun se saastuu. Tällaisten tilanteiden takia hiilensidonta on niin tärkeää kulumisen estämiseksi.

Conclusion

Carbonitriding on lämpökäsittelyprosessi, jossa hiili ja typpi (ammoniakkikaasun kautta) läpäisevät teräsosien pintakerroksen. Prosessiin kuuluu noin 850°C: n lämpötila, jota seuraa sammutus öljy-tai kaasuliuoksissa. Tämän prosessin menestyksekäs loppuun saattaminen antaa teräskomponenteille erilaisia hyödyllisiä ominaisuuksia, joista merkittävin on lisääntynyt kulutuskestävyys. Ja on olemassa monia erilaisia sovelluksia hiilihapotetuille osille kovassa kulutustilanteessa, kuten hammaspyörähampaat, laakerit ja työkalut.

l&l erikoisuunissa

l&l erikoisuunissa valmistetaan teollisia lämpökäsittelyuuneja monenlaisiin käyttötarkoituksiin, muun muassa hiilihapotukseen. Ota yhteyttä jo tänään lisätietoja meidän uunin eritelmät ja auttaa valitsemaan mikä uuni on oikea sinun tarpeeseesi.