Carbonitreren is een proces waarbij koolstof en stikstof op het oppervlak van een staaldeel worden gebracht. Het doel van dit proces is om een austeniet (boven A3) te vormen die na het doven een martensietmatrixmicrostructuur wordt. Als er teveel stikstof aan het staal wordt geà ntroduceerd, kan het in behouden austeniet resulteren, dat austeniet is dat geen martensietmicrostructuur na het doven wordt. Dit kan problemen veroorzaken zoals verhoogde porositeit, waardoor veel kleine gaatjes de structuur van het materiaal verzwakken. Om deze reden, is het uiterst belangrijk om de juiste warmtebehandelingsatmosfeer, het doven van medium, en algemene carbonitriding proces te gebruiken.
Carbonitreringsprocédé
atmosfeer: het carbonitreringsprocédé is vergelijkbaar met het gascarbureringsprocédé, maar met toevoeging van ammoniak naast de koolstof. Dit proces voegt 0,5 – 0,8% koolstof en 0,2 – 0 toe.4% stikstof aan het oppervlak van het staal. De stikstof komt uit de ammoniak aanwezig in de atmosfeer.
warmtebehandeling: de voor het carbonitreren gebruikte temperatuur moet ongeveer 850°C bedragen. Dit is lager dan de temperatuur die wordt gebruikt voor het carbureren, en de tijd waarvoor het onderdeel warmte behandeld wordt is ook korter. Deze lagere temperaturen gebruikt voor carbonitriding in vergelijking met carburatie betekent ook dat er minder vervorming van het onderdeel, vooral tijdens het doven. Dit is echter een hogere temperatuur dan wat wordt gebruikt voor standaard nitreren.
blussen: Zodra het onderdeel een warmtebehandeling heeft ondergaan, moet het onmiddellijk worden geblust in olie of gas met een beschermende atmosfeer. Terwijl water een ander mogelijk blusmedium is, kan zacht staal meer vervormen wanneer het in water wordt geblust. Om deze reden, blussen in olie of gas met een beschermende atmosfeer wordt aanbevolen boven water.
Case Harding Depth( CHD): de case Harding depth is hoe diep in het oppervlak van het Staal het harden proces doordringt. Deze diepte is afhankelijk van een verscheidenheid aan factoren, waaronder de carbonitriding diepte, verharding temperatuur, blussnelheid, hardenability van het staal, en de afmetingen van de component.
voordelen van Carbonitreren
zoals eerder vermeld, is het doel van carbonitreren het staal een hardere buitenlaag te geven. De geharde behuizing is echter geen extra laag bovenop het staal. Het carbonitreringsproces verandert de bovenste laag van het onderdeel zodat de oorspronkelijke afmetingen behouden blijven. Dit geval verharding is meestal tussen 0,07-0,75 mm dik. Een dikkere behuizing betekent meer bescherming tegen slijtage,maar alles voorbij 0,75 mm zal meestal niet de moeite waard zijn om te bereiken. Bovendien kan de hardheid van de schaal oplopen tot 65-66 HRC op de Rockwell schaal waardoor het in de categorie “zeer hard staal” valt.
De martensietmatrixmicrostructuur die het resultaat is van carbonitreren is een van de belangrijkste voordelen van het gebruik van dit proces. Deze microstructuur is wat de buitenste laag van het staal zijn verhoogde duurzaamheid, slijtvastheid en rekbaarheid geeft. Door deze verhoogde duurzaamheid en slijtvastheid hebben carbonitrideonderdelen een langere levensduur in slecht gesmeerde en verontreinigde omgevingen, wat normaal gesproken te extreem zou zijn voor hun onbehandelde tegenhangers. Bovendien, delen die op deze manier worden behandeld hebben druk residuele spanningen van-25ksi (-172MPa).
andere voordelen van carbonitreren zijn het feit dat het perfect is voor de massaproductie van kleine componenten. Hoe kleiner de component, hoe gemakkelijker het is om een hogere case diepte te bereiken. Er is ook de weerstand tegen ontharding tijdens het temperen, en een toename van de slagsterkte die waardevolle eigenschappen in bepaalde situaties kan zijn. En, zowel carbonitriding en carbureren kunnen samen worden gedaan om hun eigenschappen te combineren.
Gecarbonitreerd deel toepassingen
als het gaat om staalsoorten die gecarbonitreerd kunnen worden, is er een grote variëteit waaronder gewone koolstof, licht (gereduceerd aluminium), lage legering (0,25% koolstof maximum), vrij knipsel, en gesinterd staal. Het gebruikte staal zal afhangen van waar het onderdeel uiteindelijk voor zal worden gebruikt. Enkele van de meest voorkomende onderdelen die afhankelijk zijn van carbonitriding zijn tandwiel tanden, nokken en assen, lagers, bevestigingsmiddelen en pennen, hydraulische zuigerstangen, automotive koppeling platen, gereedschappen en matrijzen.als we slechts een paar van deze mogelijke toepassingen voor gecarbonitreerd staal bekijken, kunnen we precies zien hoe de voordelen van dit proces in de echte wereld werken. Hydraulische zuigerstangen kunnen bijvoorbeeld profiteren van de verhoogde levensduur van carbonitriding in slecht gesmeerde en verontreinigde omgevingen. Slechte smering in een hydraulische cilinder kan ertoe leiden dat metaalvlokken worden afgescheurd en het systeem verontreinigen. Deze verontreiniging leidt dan tot een toename van slijtage, uiteindelijk vernietigen van de cilinder van binnenuit. Sommige hydraulische cilinders zijn verzegeld voor het leven, wat betekent dat hun smeermiddel niet kan worden vervangen wanneer het vervuild raakt. In dit soort situaties is carbonitriding zo belangrijk om slijtage te voorkomen.
conclusie
Carbonitreren is een warmtebehandelingsproces waarbij koolstof en stikstof (via ammoniakgas) de oppervlaktelaag van stalen componenten doordringen. Het proces omvat temperaturen van ongeveer 850°C, gevolgd door blussen in olie-of gasoplossingen. Succesvolle voltooiing van dit proces zal de stalen componenten een verscheidenheid aan gunstige eigenschappen, met name verhoogde slijtvastheid verlenen. En er zijn veel verschillende toepassingen voor gecarbonitreerde onderdelen in situaties met hoge slijtage, zoals tandwielen, lagers en gereedschappen.
L&l speciale oven
l&l speciale oven produceert industriële warmtebehandelingsovens voor een breed scala aan toepassingen, waaronder carbonitreren. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over onze ovenspecificaties en hulp bij het selecteren van welke oven geschikt is voor uw specifieke behoefte.
