Stickstoff härtung

Ziel der Stickstoff härtung für Gussteile und Schmiedete ile

Die primären Ziele der Stickstoff härtung sind:

• Verbesserte Oberflächen härte: Um die Oberflächen härte von Komponenten deutlich zu erhöhen, die Verschleiß festigkeit zu verbessern und die Oberflächen verschlechterung unter Reibungs bedingungen zu verringern.

• Korrosions beständigkeit: Verbesserung der Korrosions-und Oxidations beständigkeit des Materials, die in Branchen mit aggressiven Umgebungen wie Luft-und Raumfahrt-, Energie-und Schiffs anwendungen unerlässlich ist.

• Verbesserte Ermüdung beständigkeit: Verbesserung der Ermüdung festigkeit von Teilen durch Schaffung einer gehärteten Oberflächen schicht, die Rissbildung und Versagen aufgrund zyklischer Belastung widersteht.

• Aufrechterhaltung der Kern härte: Um die Zähigkeit und Duktilität des Kernmaterials zu erhalten und gleichzeitig die Oberfläche zu stärken, stellen Sie sicher, dass die Komponente sowohl bei statischen als auch bei dynamischen Beladung bedingungen optimal funktioniert.

• Dimensions stabilität: Um Dimensions änderungen oder Verzerrungen zu vermeiden, ist es ideal für Präzisions teile, die enge Toleranzen und hochwertige Oberflächen beschaffungen erfordern.

Der Stickstoff härtung prozess für Gussteile und Schmiedete ile

Die Stickstoff härtung umfasst mehrere Schlüssels ch ritte, die es dem Material ermöglichen, verbesserte Oberflächen eigenschaften zu erzielen und gleichzeitig die Integrität des Kerns zu erhalten:

1. Vorbereitung:

• Das Gießen oder Schmieden wird gründlich gereinigt, um alle Öle, Oxide oder Verunreinigungen zu entfernen, die den Stickstoff behandlungs prozess stören können. Diese Reinigung kann unter Verwendung chemischer Reinigungs mittel, abrasives Strahlen oder anderer Methoden erfolgen, die für die Material-und Bauteil geometrie geeignet sind.

Atmosphäre 2. Nitriding:

• Die Komponente wird in einen Ofen oder eine Nitrier kammer gebracht, wo sie einer stickstoff reichen Atmosphäre ausgesetzt ist. Diese Atmosphäre enthält typischer weise Ammoniak (NH₂), das sich bei hohen Temperaturen zersetzt, um Stickstoff gas freizusetzen.

• Stickstoff atome diffundieren bei erhöhten Temperaturen, typischer weise zwischen 500 ° C und 580 ° C (932 ° F bis 1.076 ° F), in die Oberfläche des Teils, abhängig von der Material zusammensetzung und der gewünschten Fall tiefe.

3. Diffusions prozess:

• Während des Nitrier prozesses diffundieren Stickstoff atome in die Oberfläche der Komponente und verbinden sich mit dem Metall zu harten Nitriden. Diese Nitride, häufig Eisen nitride (Fe₄N oder Fe₇N₆), bilden eine harte Oberflächen schicht, die die Härte und Verschleiß festigkeit des Teils erheblich erhöht.

• Die Diffusions tiefe kann durch Einstellen der Zeit und der Temperatur des Prozesses gesteuert werden. Typischer weise reicht die Tiefe der nitrierten Schicht von 0,1mm bis 0,5mm (0,004 Zoll bis 0,02 Zoll), obwohl für bestimmte Anwendungen tiefere Fälle erreicht werden können.

4. Kühlung:

• Nach dem Nitrierung prozess wird das Teil typischer weise in Luft oder anderen kontrollierten Umgebungen gekühlt. Im Gegensatz zu anderen Oberflächen härtung methoden wie Auf kohlung oder Induktion härtung erfordert das Stickstoff härten typischer weise kein Abschrecken oder schnelles Abkühlen, da der Nitrier prozess zu einer gleichmäßigen, stabilen Mikros truktur führt.

5. Nachbehandlung:

• In einigen Fällen können die nitrierten Teile einem Veredelung prozess wie Polieren oder Leicht schleifen unterzogen werden, um die gewünschte Oberflächen beschaffenheit und Abmessungen zu erreichen. Dies ist besonders wichtig beim Umgang mit Präzisions teilen oder wenn das Erscheinung sbild der Oberfläche kritisch ist.

Vorteile der Stickstoff härtung für Gussteile und Schmiedete ile

1. erhöhte Oberflächen härte:

• Die Stickstoff härtung erhöht die Oberflächen härte von Gussteilen und Schmiedes tücken, ohne die Zähigkeit des Kernmaterials zu beeinträchtigen. Dies führt zu einer Komponente, die verschleiß fest ist und abrasiven Bedingungen standhalten kann, was sie ideal für Hoch leistungs anwendungen macht.

2. überlegene Verschleiß-und Abrieb beständigkeit:

• Die nitrierte Oberflächen schicht bietet eine hervorragende Verschleiß festigkeit, wodurch die Stickstoff härtung besonders vorteilhaft für Teile ist, die Reibungs kräften ausgesetzt sind, wie Zahnräder, Wellen und Ventil komponenten. Die während des Prozesses gebildeten harten Nitride wirken als Barriere gegen Oberflächen abbau.

3. erhöhte Korrosions-und Oxidations beständigkeit:

Einer der Hauptvorteile der Stickstoff härtung ist die verbesserte Korrosions beständigkeit der behandelten Teile. Die nitrierte Oberfläche bildet eine dünne, stabile Oxidschicht, die vor Oxidation und Korrosion schützt. Damit ist der Prozess ideal für Komponenten, die in aggressiven Umgebungen wie Luft-und Raumfahrt, Automobil, Marine und Energie arbeiten.

4. Verbesserte Ermüdung beständigkeit:

• Der Stickstoff härtung prozess verbessert auch die Ermüdung beständigkeit von Gussteilen und Schmiedes tücken, indem die Oberflächen härte erhöht und eine gleichmäßigere Mikros truktur gefördert wird. Dies ist wichtig für Komponenten, die wiederholten Spannungs zyklen ausgesetzt sind, wie Zahnräder, Nockenwellen und Kurbelwellen.

5. geringe Verzerrung und minimale Dimensions änderungen:

• Stickstoff härtung ist ein relativ niedriger Temperatur prozess im Vergleich zu anderen Härtung methoden wie Auf kohlen oder Abschrecken. Dies trägt dazu bei, das Risiko von thermischen Verzerrungen und Dimensions änderungen zu verringern, wodurch es besonders für Präzisions teile mit engen Toleranzen geeignet ist.

6. Energie effizienz:

• Die Stickstoff härtung ist im Vergleich zu anderen Oberflächen härtung methoden ein energie effizienter Prozess. Da kein Hoch temperatur abschrecken oder umfangreiches Erhitzen erforderlich ist, verbraucht es weniger Energie und führt zu niedrigeren Betriebs kosten.

7. umwelt freundlich:

• Im Gegensatz zu einigen anderen Oberflächen behandlungs methoden erzeugt das Stickstoff härten nur minimale Emissionen und ist umwelt freundlicher. Das Verfahren verwendet Stickstoff gas, das reichlich vorhanden und ungiftig ist und zu einer sichereren und nachhaltigeren Produktions umgebung beiträgt.

Anwendungen der Stickstoff härtung für Gussteile und Schmiedete ile

Die Stickstoff härtung ist ideal für Komponenten in Branchen, in denen hohe Oberflächen härte, Verschleiß festigkeit und Korrosions beständigkeit von entscheidender Bedeutung sind. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören:

· Automobili ndustrie:

Zahnräder, Nockenwellen, Kurbelwellen und Ventil komponenten, die hohen Verschleiß-und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.

Komponenten, die sowohl Verschleiß festigkeit als auch Korrosions beständigkeit erfordern, wie z. B. Kraftstoffs ystem komponenten, Aufhängung steile und Getriebe komponenten.

· Energie und Stromer zeugung:

Dampfturbine teile, Kompressors chaufeln und Hochdruck ventil komponenten, die in aggressiven thermischen und mechanischen Umgebungen arbeiten.

Bohr werkzeuge, Pumpen und andere Geräte, die Verschleiß und korrosiven Medien ausgesetzt sind.

· Marine und Öl & Gas:

Schiffs motor teile, Hydraulik komponenten und andere Teile, die in rauen, korrosiven Umgebungen arbeiten, in denen sowohl Härte als auch Korrosions beständigkeit von entscheidender Bedeutung sind.

Unterwasser ausrüstung und Ventile, die eine verbesserte Verschleiß festigkeit und Korrosions schutz erfordern.

· Werkzeug & stirbt:

Formen, Matrizen und Stanz werkzeuge, die eine verbesserte Verschleiß festigkeit erfordern, insbesondere in Umgebungen mit hoher Produktion.

Kalte und heiße Arbeits werkzeuge für die Metall umformung, bei denen eine hohe Oberflächen härte und Korrosions beständigkeit unerlässlich sind.