معرفة

غالبًا ما تتطلب المكونات المعدنية معالجة سطحية لتلبية متطلبات ظروف العمل. النترتة هي عملية يُنشر فيها النيتروجين على سطح الفولاذ لتشكيل طبقة مُصلدة غنية بالنيتروجين. تُجرى هذه العملية باستخدام ذرات نيتروجين نشطة ناتجة عن تحلل الأمونيا عند درجة حرارة معينة (عادةً 500-600 درجة مئوية) لتخترق الطبقة السطحية للفولاذ وتنتشر فيها، مُشكلةً سبائك الحديد والنيتروجين، مما يُغير الخصائص الميكانيكية لسطح الفولاذ، مثل تعزيز مقاومة التآكل، وزيادة صلابته، ومقاومته للتآكل. يقوم المبدأ على أنه عند درجة حرارة معينة، يُنشَّط الوسط لإنتاج ذرات نيتروجين تخترق الطبقة السطحية لقطعة العمل، مُشكِّلةً بذلك هياكل تركيبية مختلفة مع عناصر الحديد والسبائك على عمق مستمر بالقرب من السطح، مما يُغيِّر صلابتها واستقرارها الحراري وكثافتها. مع ذلك، نظرًا لأن تأثير عملية النترتة غير مرئي للعين المجردة، ولا يُمكن إتلاف الأجزاء النهائية، يجب إجراء فحوصات جودة مُسبقة على عينات النترتة في ظل ظروف عملية مُختلفة.

 

خصائص الطبقة النترتية:

تعزيز صلابة السطح: يمكن لعملية النترتة تشكيل طبقة نتريد صلبة على سطح المعدن، مما يحسن بشكل كبير مقاومة التآكل ومقاومة الخدش للمكونات.

تحسين أداء التعب: يمكن لطبقة النتريد أن تقلل من تركيز الإجهاد السطحي، وبالتالي تعزيز مقاومة التعب للمكونات وإطالة عمرها الافتراضي.

تعزيز مقاومة التآكل: توفر طبقة النتريد طبقة حماية إضافية، مما يقلل من الاتصال بين المعدن والوسائط المسببة للتآكل، ويحسن مقاومة التآكل للمكونات.

تقليل التشوه: نظرًا لأن عملية النترتة لا تتطلب التبريد السريع أو الإخماد، فإنها يمكن أن تقلل من تشوه المكونات وتحافظ على الاستقرار الأبعادي.

انخفاض درجة الحرارة: يتم إجراء النترتة عادة في درجات حرارة منخفضة نسبيا (500-600 درجة مئوية)، وهي أقل من درجات حرارة المعالجة الحرارية التقليدية، مما يساعد على تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف المعدات.

صديق للبيئة: تستخدم عملية النترتة غاز الأمونيا، ومنتجات التحلل، النيتروجين والهيدروجين، صديقة للبيئة ولا تنتج انبعاثات ضارة.

نطاق تطبيق واسع: تُستخدم عملية النترتة على العديد من المواد المعدنية، بما في ذلك الفولاذ الكربوني، والفولاذ السبائكي، والفولاذ المقاوم للصدأ، والحديد الزهر، وما إلى ذلك، وهي مناسبة لتطبيقات صناعية مختلفة.

إمكانية التحكم في العملية: يمكن لعملية النترتة التحكم في عمق وتركيب طبقة النتريد عن طريق ضبط المعلمات مثل معدل تدفق الأمونيا ودرجة الحرارة والوقت والضغط لتلبية متطلبات الأداء المختلفة.

معالجة السطح الموحدة: يمكن أن تشكل عملية النترتة طبقة نيتريد موحدة على كامل سطح المكونات، بما في ذلك الأشكال الهندسية المعقدة والمناطق التي يصعب الوصول إليها.

تحسين أداء مكافحة التآكل: يمكن لطبقة النتريد أن تقلل من التلامس المباشر بين المعادن، مما يقلل من احتمالية التآكل والالتصاق، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب احتكاكًا وتآكلًا أقل.

تحسين أداء التشحيم: يمكن لطبقة النتريد أن تعمل على تعزيز أداء تزييت المكونات، مما يقلل الاحتكاك والتآكل، وهي مناسبة للمكونات التي تتطلب تزييتًا طويل الأمد.

تعزيز المقاومة الحرارية: تتمتع بعض طبقات النتريد (مثل نتريد السيليكون) بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية وتكون مناسبة للمكونات التي تعمل في بيئات ذات درجات حرارة عالية.

 

طرق تقييم الطبقات النترتية:

1) عمق طبقة النترتة

طريقة الصلابة: على المقطع العرضي، قِس صلابة فيكرز من السطح والداخل حتى تصل إلى المسافة الرأسية التي تكون فيها الصلابة أعلى بمقدار ٥٠ فولت هيرتز من المادة الأساسية. هذه المسافة هي عمق الطبقة النترتية.

الطريقة المعدنية: قطع العينة النترتية، وإعداد مقطع عرضي للعينة، وإجراء الحفر المعدني باستخدام كحول حمض النيتريك بنسبة 4%، ثم الملاحظة والقياس تحت المجهر المعدني.

2) صلابة النترتة

تم قياس صلابة سطح العينات النترتية بواسطة جهاز اختبار صلابة الحمل الخفيف، وتم قياس صلابة المقطع العرضي للعينات النترتية بواسطة جهاز اختبار صلابة فيكرز الصغير.

3) بنية الطبقة المخترقة

الطريقة المعدنية: بنية الطبقة المُنتَرْدَة مُعقَّدة نسبيًا، وتتألف من طبقات مُركَّبة وطبقات انتشار (مركبات من النيتروجين والحديد/سبائك ذات تركيبات مُختلفة). يؤثر شكل وتوزيع النتريدات بشكل كبير على هشاشة النتَرْدَة وقوة الترابط. يُمكن إجراء التقييم بالرجوع إلى "GB/T 11354-2005 قطع الفولاذ - تحديد عمق الطبقة المُنتَرْدَة وفحص البنية المعدنية".

4) الإجهاد المتبقي

اختبار حيود الأشعة السينية للإجهاد المتبقي: تُغيّر معالجة النترتة تركيب البنية السطحية وتُحدث إجهادًا ضاغطًا متبقيًا، وهو أمرٌ مفيدٌ جدًا لتعزيز مقاومة إجهاد قطع العمل (الأعمدة، التروس، إلخ). بالنسبة للأجزاء التي تهدف إلى تحسين مقاومة التآكل ومقاومة الإجهاد، يُساعد الكشف النوعي والكمي للإجهاد المتبقي على السطح المُنترتة على اختيار ظروف عملية أكثر مثالية.

إذا كانت لديك أي أسئلة أو طلبات لتطوير المنتج أو لتحسين سلسلة التوريد الخاصة بك، فلا تتردد في الاتصال بنا على info@castings-forging.com