معرفة

في المعالجة الحرارية الكيميائية، تهدف جميع الطرق الثلاث إلى تحسين صلابة أسطح القطع، ومقاومتها للتآكل، وقوة تحمل التعب، وغيرها من خصائصها، مع الحفاظ على متانة القلب. تندرج جميعها تحت فئة المعالجة الحرارية الكيميائية. وفيما يلي شرح مفصل لاختلافاتها وخصائصها:

 

1. الكربنة

الهدف: حقن ذرات الكربون في الطبقة السطحية للفولاذ منخفض الكربون أو أجزاء الفولاذ السبائكي منخفض الكربون، مما يؤدي إلى زيادة محتوى الكربون على السطح.

المبدأ: يتم وضع الأجزاء في وسط غني بالكربون (مثل الغازات مثل البروبان/الغاز الطبيعي، أو المواد الصلبة مثل الفحم + الكربونات، أو السوائل مثل أملاح السيانيد المنصهرة) ويتم تسخينها فوق درجة حرارة الأوستنيت (عادةً 900-950°ج) تتحلل ذرات الكربون وتنتشر على سطح الفولاذ عند درجات الحرارة العالية.

المعالجة اللاحقة: بعد عملية الكربنة، تحتاج الأجزاء إلى الخضوع للتبريد لتحويل الطبقة السطحية عالية الكربون إلى بنية مارتنسيتية عالية الصلابة، في حين يحتفظ القلب منخفض الكربون بقوته ومتانته.

الخصائص:

① يمكن تحقيق طبقة صلبة عميقة نسبيًا (عادةً 0.5 مم - 2 مم أو حتى أعمق).

② صلابة سطح عالية (HRC 58-65).

③ يتم استخدامه بشكل أساسي للأجزاء التي تتحمل إجهاد التلامس والتآكل بشكل كبير، مثل التروس، والأعمدة، والكامات، والدبابيس، وما إلى ذلك.

④ ارتفاع درجة حرارة المعالجة، مما يؤدي إلى تشوه كبير نسبيا للأجزاء.

⑤ متطلبات المواد: يجب أن تكون من الفولاذ منخفض الكربون أو الفولاذ السبائكي منخفض الكربون (مع محتوى الكربون أقل عمومًا من 0.25٪).

 

2. النيترة

الهدف: نشر ذرات النيتروجين في الطبقة السطحية للأجزاء (عادةً الفولاذ الخاص الذي يحتوي على عناصر السبائك مثل Cr، Mo، V، Al، مثل 38CrMoAlA، أو بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ وفولاذ الأدوات) لتشكيل النتريدات الصلبة.

المبدأ: يتم وضع الأجزاء في وسط يحتوي على النيتروجين (الأكثر استخدامًا هو الأمونيا) ويتم تسخينها إلى درجة حرارة منخفضة نسبيًا في الحالة الفريتية أو الأوستينيتية (عادةً 500-580 درجة مئوية).°ج) يتحلل الأمونيا لإنتاج ذرات النيتروجين النشطة، والتي تنتشر في سطح الفولاذ وتشكل نتريدات صلبة دقيقة ومشتتة (مثل AlN، CrN، VN، MoN) مع عناصر السبائك.

المعالجة اللاحقة: لا حاجة للتبريد. تُشكّل عملية النترتة نفسها طبقة مركّبة عالية الصلابة وطبقة انتشار عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا.

الخصائص:

① يمكن تحقيق صلابة سطحية عالية للغاية (HV 1000-1200 أو حتى أعلى، أي ما يعادل HRC 68 أو أعلى).

② الطبقة المتصلبة ضحلة نسبيًا (عادةً 0.1 مم - 0.6 مم).

③ تتميز درجة حرارة المعالجة بأنها منخفضة، مما يؤدي إلى تشوه الأجزاء إلى الحد الأدنى، مما يجعلها مناسبة للأجزاء الدقيقة.

④ تتمتع الطبقة المركبة المتكونة على السطح بمقاومة ممتازة للتآكل، وخصائص مضادة للتآكل، ومقاومة معينة للتآكل.

⑤ يحسن قوة التعب بشكل ملحوظ.

⑥ يتم استخدامه بشكل أساسي للأجزاء الدقيقة التي تتطلب صلابة عالية، ومقاومة عالية للتآكل، وقوة تعب عالية، ومتطلبات تشوه صارمة، مثل التروس الدقيقة، وأعمدة الكرنك، وأعمدة الكامات، والقوالب، وأدوات القياس، وبطانات الأسطوانات، وما إلى ذلك.

متطلبات المواد: تعتبر الفولاذات النترتية الخاصة التي تحتوي على عناصر قوية لتشكيل النتريد (Al، Cr، Mo، V، إلخ) الأكثر فعالية.

 

3. النترتة الكربونية

الهدف: نشر ذرات الكربون والنيتروجين في وقت واحد في الطبقة السطحية للأجزاء.

المبدأ:

كربونات الغاز متوسطة الحرارة: الطريقة الأكثر شيوعًا. تُسخّن الأجزاء في جوّ مختلط يحتوي على غاز الكربنة (مثل الغاز الطبيعي والبروبان) وغاز النترتة (الأمونيا) إلى درجة حرارة أقلّ بقليل من درجة حرارة الكربنة (عادةً 820-880 درجة مئوية).°ج) تنتشر ذرات الكربون والنيتروجين في آنٍ واحد في الأوستينيت السطحي للفولاذ. يلزم الإخماد بعد العملية.

النترتة الكربونية منخفضة الحرارة: تُسمى أحيانًا النترتة الناعمة أو النترتة الكربونية. تُجرى في حمام ملحي أو في جو يحتوي على الكربون والنيتروجين في نطاق درجة حرارة النترتة (500-580 درجة مئوية).°ج) يشكل بشكل أساسي طبقة مركبة غنية بالنيتروجين (ε الطور (مع انتشار كمية صغيرة من الكربون). لا يتطلب الأمر تبريدًا (أو يكفي التبريد السريع).

الخصائص:

مقارنة بالكربنة: درجة حرارة المعالجة أقل، مما يؤدي إلى تشويه أقل للأجزاء، وقابلية أفضل للتصلب (بسبب تأثير النيتروجين)، ومقاومة أفضل للتآكل، ومقاومة أفضل لتليين التلطيف.

مقارنةً بالنترتة: مدة المعالجة أقصر نسبيًا (خاصةً في النترتة الكربونية متوسطة الحرارة)، ويمكن الحصول على طبقة صلبة أعمق قليلًا (0.2-0.8 مم في النترتة الكربونية متوسطة الحرارة). متطلبات المواد ليست صارمة كما في النترتة (يمكن أيضًا استخدام فولاذ الكاربونيت العادي).

يجمع بين بعض مزايا الكربنة والنيتريد:

تتطلب عملية النترتة الكربونية متوسطة الحرارة عملية التبريد.

صلابة السطح تتراوح بين الكربنة والنيترة (HRC 58-63).

يتم استخدامه على نطاق واسع للأجزاء التي تتحمل أحمالًا معتدلة، وتتطلب مقاومة عالية للتآكل ومقاومة معينة للتعب، ولها متطلبات معينة للتشويه، مثل التروس والأعمدة في السيارات والجرارات.

 

تتمتع فيجور بسلسلة توريد احترافية لمعالجة مكوناتنا المعدنية من المسبوكات، والتشكيل بالقوالب، والأجزاء المجهزة بآلات التحكم الرقمي. إذا كانت لديك أي أسئلة أو كنت بحاجة إلى تطوير أجزاء، فلا تتردد في التواصل معنا على info@castings-forging.com