Status prijave in razvojni trend procesa nitriranja redkih zemelj

Od sredine osemdesetih let prejšnjega stoletja imajo nekatere zobne obdelave, običajno obdelane s postopkom uplinjanja in kaljenja iz legiranega jekla, večje zahteve glede trdnosti, pa tudi visoke hitrosti, moči in visoke zanesljivosti. Vendar je oblika jekla po obdelavi z ogljičenjem in kaljenjem razmeroma velika, zato je treba dodati nadaljnje korake, kot je obdelava brušenja zobnikov. Ni enostavno doseči obdelave brušenja zobnikov pri nesparantnih zobnikih. Poleg tega je hiter razvoj vesoljske industrije v zadnjih letih spodbujal tudi uporabo velikih natančnih obročev in tankostenskih delov. Trenutno površinska obdelava teh jeklenih delov večinoma sprejme postopek uplinjanja in kaljenja, ki ima tudi težave pri končni obdelavi in ​​oblikovanju ter velike deformacije po kaljenju. V primerjavi z obrobljenim obdelovancem ima obdelovanec po nitriranju manj deformacij, kar lahko bolje reši zgornje težave.

Kot dva najpogostejša postopka toplotne obdelave površinskega utrjevanja imata nitriranje in uplinjanje svoje prednosti. Odpornost na obrabo dušikove plasti je boljša od uplinjene plasti in trdota je večja, vendar je procesni cikel daljši od uplinjanega sloja. Nitrirajoča plast je plitvejša od uplinjene plasti (0.3 ～ 0.5 mm), nosilnost in udarna nosilnost pa sta razmeroma šibki. . Eksperimentalne študije so pokazale, da lahko obdelava z globokim nitriranjem (> 0.55 mm) delno nadomesti postopek uplinjanja in lahko učinkovito izboljša odpornost proti udarcem in nosilnost uplinjanega sloja.

Ker so redke zemlje uporabljali za kemično toplotno obdelavo, so znanstveniki doma in v tujini izvedli številne študije o vlogi redkih zemelj v postopku nitriranja in dosegli izjemne rezultate. To pomeni, da lahko dodajanje redkih zemelj v postopku nitriranja učinkovito poveča stopnjo infiltracije in trdoto infiltracijske plasti. , Narediti infiltracijsko plast debelejšo in izboljšati strukturo ter tako imeti dvojno vlogo katalize in mikrolegiranja. Razvoj tehnologije nitriranja redkih zemelj je odvisen od lastnih značilnosti, to pomeni, da ima edinstvena struktura elektronske plasti močno kemično aktivnost.

Dodajanje elementov redkih zemelj postopku nitriranja ima številne prednosti: najprej lahko nitriranje pospeši; drugič, lahko učinkovito zniža temperaturo dušika; tretjič, lahko močno podaljša življenjsko dobo opreme in naprav za obdelovance; četrtič, lahko izboljša utrujenost delov pri upogibanju, trdnost zaradi utrujenosti in odpornost proti obrabi itd. Zato je pri kitajskem nitriranju z orodjem uvedba redkozemeljskih elementov v postopek kemične toplotne obdelave postopek izboljšala in močno izboljšala kakovost izdelka, s čimer se doseže zgodnja integracija z mednarodnimi standardi in povečuje mednarodna konkurenčnost.

1. Stanje uporabe običajnega postopka nitriranja

Nitriranje je široko uporabljena tehnologija površinske kemične toplotne obdelave. Namen postopka nitriranja je doseči večjo površinsko trdoto, ne da bi v bistvu spremenil lastne lastnosti in velikost obdelovanca, hkrati pa lahko izboljša odpornost proti obrabi in poveča življenjsko dobo zaradi utrujenosti. . Tako kot drugi postopki kemične toplotne obdelave tudi postopek nitriranja vključuje razgradnjo nitrirnega medija, reakcijo v nitrirnem sredstvu, difuzijo, fazno vmesno reakcijo, difuzijo infiltriranega dušikovega elementa v železo in tvorbo nitridov. V skladu s faznim diagramom zlitine Fe-N je temperatura nitriranja običajno nižja od 590 ° C (evtektoidna temperatura dušika), dušikova plast pa tvori ε fazo in α fazo od površine do notranjosti. Ker je hitrost difuzije dušikovih atomov v epsilonski fazi najpočasnejša, bo po oblikovanju nitrirne plasti epsilonova faza delovala kot ovira, ki bo ovirala notranjo difuzijo dušikovih atomov. Zato se bo v normalnih okoliščinah hitrost rasti dušikove plasti po nitriranju za določeno časovno obdobje znatno zmanjšala.
Postopek nitriranja redkih zemelj

2.1 Mehanizem nitriranja redkih zemelj

Redka zemlja je skupni izraz za 17 elementov, vključno z elementi lantanida ter skandij (Sc) in itrij (Y). Ti redkozemeljski elementi so razmeroma aktivni in se nahajajo med magnezijem (Mg) in aluminijem (Al). Zaradi svojih edinstvenih značilnosti se pogosto uporablja na številnih področjih. Zaradi teh lastnosti se lahko uporablja tudi kot pospeševalnik toplotne obdelave in pri kemični toplotni obdelavi. Pri kemični toplotni obdelavi sta lantana (La) in cerija (Ce) pogosto glavna elementa, ker imata elektronsko plastno strukturo 4f in močno kemijsko elektronegativnost, kot sta cerij (Ce) -2.48, lantan (La) -2.52, zato , njegove kemijske lastnosti so razmeroma aktivne, kar posledično omogoča boljšo kemijsko sinergijo z različnimi nekovinami. Znanstveniki s Harbin Institute of Technology verjamejo, da lahko elementi redke zemlje s posebno elektronsko strukturo in kemijsko aktivnostjo prodrejo na površino jeklenih delov. Razlog za številne prednosti je v tem, da ko redkozemeljski element prodre na površino jekla, je atomski polmer približno 40% večji od polmera atoma železa, kar bo povzročilo izkrivljanje okoliške rešetke atoma železa, ki v zavoj poveča gostoto napak, to pomeni, da popačenje povzroči več novih. Kristalne napake so ugodne za adsorpcijo in difuzijo dušikovih atomov, tako da se intersticijski atomi obogatijo v območju izkrivljanja. Potem ko element redke zemlje prodre na površino jeklenega dela, bo v kratkem času na površini jeklenega dela ustvaril visoko koncentracijo dušika, s čimer bo oblikovan visok dušikov potencial in gradient koncentracije, zaradi česar se atomi dušika razširijo navznoter hitro, s čimer postane postopek kemične toplotne obdelave očiten Pospešite in izboljšajte strukturo infiltrirane plasti in izboljšajte učinkovitost infiltrirane plasti.

Avtor meni, da je znatno povečanje stopnje nitriranja redkih zemelj predvsem posledica naslednjih razlogov:

• Zaradi infiltracije redkozemeljskih elementov se gostota napak širi, difuzijski tok J se poveča in prenosni koeficient dušikovih atomov močno poveča.
• Infiltracija redkozemeljskih elementov povzroči izkrivljanje mrežastih mrež površinskega atoma Fe, kar poveča površinsko energijo in s tem poveča adsorpcijsko energijo za zajemanje intersticijskih atomov N.
• Obogatenje velikega števila atomov N v območju izkrivljanja poveča razliko v koncentraciji dušika, poveča kemično energijo in pospeši hitrost difuzije.

2.2 Značilnosti nitriranja redkih zemelj

Katalitični učinek redke zemlje med nitriranjem je veliko večji kot učinek uplinjanja, kar je pomembna značilnost nitriranja redkih zemelj. Razlog je v tem, da je temperatura nitriranja običajno v faznem območju α-Fe in je odpornost proti infiltraciji redkozemeljskih elementov v tem faznem območju veliko manjša kot v faznem območju γ-Fe; poleg tega je količina infiltracije redkih zemelj tudi glavni dejavnik, ki vpliva na učinek infiltracije. . Na splošno ima velika količina infiltracije boljši učinek infiltracije in količina infiltracije redke zemlje med nitriranjem je večja kot količina med uplinjanjem, zato je učinek infiltracije med nitriranjem boljši.

Porazdelitev in morfologija nitrida v nitrirni plasti sta ključna za trdoto dušikove plasti. Ko se nitrid razprši in porazdeli, je trdota večja, nasprotno pa trdota nižja. V običajnem postopku nitriranja se na splošno proizvaja luskast nitrid, ki je koherenten ali polkoherenten z matično fazo. Ko temperatura narašča, se nitridi še naprej kopičijo in postajajo večji, desolubilizirajo se iz matične faze in trdota močno pade.

V procesu nitriranja redkih zemelj zaradi infiltracije redke zemlje nitrid predstavlja razpršeno in neenakomerno porazdelitveno stanje, tako da se prosta energija močno dvigne in postane past za intersticijske atome N. Hkrati se lahko tvori metastabilna zračna masa Cottrell, ki lahko tam zmanjša energijo. Tvorba nitridov za jedro vzame elemente redke zemlje, njihova porazdelitev pa postane fino razpršena. Hkrati pa predstavlja tudi razpršene kvaziferne padavine, s čimer se prepreči nastanek žilaste strukture in izogibanje ločevanju nitrida vzdolž meje zrn. Poleg tega se v določenem temperaturnem območju morfologija nitrida ne bo spremenila in njegova porazdelitev se ne bo spremenila. V primerjavi z običajno tehnologijo nitriranja tehnologija nitriranja redkih zemelj poveča trdoto nitridne plasti in krhkost lahko vzdržujemo na 0 ~ stopnji 1.

2.3. Zahteve postopka nitriranja redkih zemelj

Nitriranje redkih zemlj ima značilnost večje trdote dušikove plasti. Glede na to značilnost lahko temperaturo nitriranja povišamo za 10 do 20 ° C in s tem učinkoviteje spodbujamo povečanje hitrosti nitriranja. Glede na rezultate velikega števila poskusov je mogoče ugotoviti, da lahko nitriranje redkih zemelj z enako temperaturo samo poveča stopnjo infiltracije za 15% do 20%, po povečanju temperature za 20 ° C pa stopnja infiltracije se lahko močno poveča. Hkrati mora dušik redko zemeljsko podobno kot pri običajni tehnologiji nitriranja nadzorovati hitrost razgradnje amoniaka pri nitriranju v razumnem obsegu, to je, da je treba v začetni fazi uporabiti višji dušikov potencial (Np) in nato postopoma zmanjševati. Na splošno se sprejme dvonitni postopek nitriranja z nadzorovano atmosfero s spremenljivo temperaturo in spremenljivim potencialom nitriranja, stopnja razgradnje amonijaka pa se v začetni fazi zmanjša in dušikov potencial poveča, da izpolni zahteve po pospeševanju hitrosti nitriranja, kar močno poveča to.

2.4. Gospodarske koristi in varčevanje z energijo redčenja z nitriranjem

Z uporabo običajnega postopka nitriranja, splošno legiranega konstrukcijskega jekla, kadar plast zahteva 0.3 mm, čas držanja običajno potrebuje več kot 30 ur. Kadar infiltracijski sloj zahteva 0.6 mm, potrebujemo čas ohranjanja toplote več kot 90 ur. Potem ko je katalizatorju dodano nitriranje redkih zemelj, ko običajna legirana konstrukcijska jekla zahteva 0.3-milimetrsko infiltracijsko plast, če lahko postopek nitriranja izolacije cikličnega ogrevanja izoliramo pod enakimi temperaturnimi pogoji, bo čas zadrževanja le 14 ur. V primerjavi s konvencionalno tehnologijo nitriranja je čas ohranjanja toplote krajši za 16 ur in prihranjeno 53% časa. Tako lahko prihrani 40% električne energije, zmanjša porabo amoniaka za približno 35% in zmanjša emisije izpušnih plinov za približno 35%. Kadar prodorna plast zahteva 0.6 mm, se lahko čas ohranjanja toplote skrajša za približno 40%.

Kitajska je glavna država proizvajalka strojev, saj na tisoče podjetij uporablja nitriranje plinov, predvsem v proizvodnji strojev, prenosu vetrne energije, letalski industriji, proizvodnji kalupov in drugih panogah. Ocenjuje se, da bo 3000 nitrirnih peči jamskega tipa (preračunano na 75kW) obratovanih 100-krat na leto, vsako zagon v 25 urah pa bo letno porabil 5.625 × 108kW • h električne energije. Uporaba sredstva za prepustnost redkih zemelj lahko poveča stopnjo prepustnosti za 40% in prihrani električno energijo za 2.250 × 108kW • h, kar ustreza 90,000 ton običajnega premoga in zmanjša emisije CO2 za 80,000 ton. Če bo torej celotna industrija v postopku nitriranja sprejela tehnologijo infiltracije redkih zemelj, bo imela boljši učinek "varčevanja z energijo in zmanjšanja emisij".

3. Razvoj tehnologije nitriranja redkih zemelj

3.1. Pomen nitriranja redkih zemelj

V zadnjih letih se ob splošnem dvigu svetovnih cen energije gospodarski razvoj Kitajske sooča z velikimi izzivi. Iz tega razloga je predlagal ustanovitev inovativne države, ki varčuje z energijo, in dosegla cilj trajnostnega gospodarskega razvoja, ter izdal ustrezne ukrepe za zmanjšanje porabe energije, varčevanje z energijo in zmanjšanje emisij. In s tem povezane politike za učinkovito podaljšanje življenja. Po predhodnem preizkusu postopka nitriranja redkih zemelj je mogoče vedeti, da lahko infiltracija, ki jo katalizira redka zemlja, močno skrajša čas nitriranja plinov in pokaže različne katalizirane učinke za različne jeklene materiale, na splošno pa jo je mogoče skrajšati za približno 30% na 60 %, površinska trdota pa je prav tako nizka. V primerjavi s tradicionalnim nitriranjem lahko poveča 50 ～ 150HV. Predhodni izračuni kažejo, da bo uporaba te tehnologije močno zmanjšala porabo energije, ki naj bi zmanjšala porabo energije za 30% do 40%, zmanjšala emisije dušikovih odpadnih plinov, skrajšala delovni čas in izboljšala delovno učinkovitost. Hkrati se močno izboljša kakovost jeklenih delov, močno poveča obrabna odpornost, močno poveča površinska odpornost, v določenem obsegu se poveča trdnost in trdota ter doseže učinkovita uporaba in dolga življenjska doba . Tehnologija nitriranja redkih zemelj bo spodbujala razvoj kitajskega postopka nitriranja.

3.2 Možnosti nitriranja redkih zemelj

Postopek nitriranja ima značilnosti izboljšanja površinske trdote delov, izboljšanja obrabne odpornosti delov ter izboljšanja korozijske odpornosti in odpornosti proti utrujenosti. Lahko se široko uporablja v proizvodnji plesni in industriji strojev. Nitriranje je nenadomestljiv postopek pri mehanski obdelavi, vendar je še vedno nekaj težav, ki jih je treba v postopku nitriranja nujno rešiti. Na primer, čas postopka je predolg. Če za primer vzamemo 0.5-milimetrsko plast, bo trajalo kar 50 ur. Če se doda pomožni čas, vključno z izračunom, bo njegov procesni čas dosegel 3 do 4 dni. Zato bomo s tem izgubili veliko delovnih ur, porabo električne energije in amoniaka. Iz tega razloga bi se morali v prihodnjih raziskavah o postopku nitriranja osredotočiti na naslednje vidike: eden je skrajšati čas nitriranja; druga je poglobiti plast infiltracije; tretji je zmanjšanje porabe energije; četrti pa je preusmeritev v smer razvoja zelenega gospodarstva.

Glede na bogate kitajske vire redkih zemelj in številne prednosti postopka nitriranja redkih zemelj bi bilo treba tehnološke inovacije in promocijo v celoti izkoristiti prednosti virov in tehnologije za oblikovanje prednosti industrijskega razvoja in gospodarskih koristi.

Raziskovalci na področju materialov in tehnologije bi morali v središče raziskovanja vzeti inovacije in spodbujanje postopkov nitriranja redkih zemelj ter temeljiteje razpravljati o notranjih zakonih in mehanizmu nitriranja. Nenehno izvajajte raziskave in razvoj visoko učinkovitih katalizatorjev redkih zemelj in si prizadevajte za popolno nadomestitev običajnega postopka nitriranja s postopkom nitriranja redkih zemelj, s čimer povečate učinek prihranka energije, zmanjšanja emisij, zmanjšanja porabe in učinkovitosti povečanje in podaljšanje življenja.

Prosimo, hranite vir in naslov tega članka za ponatis: Status prijave in razvojni trend procesa nitriranja redkih zemelj

Minhe Podjetje za tlačno litje so namenjeni izdelavi in ​​zagotavljajo kakovostne in visoko zmogljive ulitke (kovinski deli za tlačno ulivanje v glavnem vključujejo Tankostensko litje,Vroča komora Die Casting,Lito komora za tlačno litje), Okrogla storitev (tlačno litje,Cnc obdelava,Izdelava plesni, Površinska obdelava) .Pri nas se lahko obrnete na kakršno koli litje iz aluminija, ulivanje z magnezijem ali zamakom / cinkom in druge odlitke.

Vsi postopki se pod nadzorom ISO9001 in TS 16949 izvajajo na stotine naprednih strojev za tlačno litje, 5-osnih strojev in drugih naprav, od blastrov do pralnih strojev Ultra Sonic. Minghe nima samo napredne opreme, temveč tudi profesionalno opremo skupina izkušenih inženirjev, operaterjev in inšpektorjev, da uresničijo zasnovo stranke.

Pogodbeni proizvajalec ulitkov. Zmogljivosti vključujejo aluminijaste odlitke za hladno litje iz 0.15 lbs. do 6 lbs., hitra namestitev in obdelava. Storitve z dodano vrednostjo vključujejo poliranje, vibriranje, odstranjevanje brušenja, peskanje, barvanje, prevleka, premazovanje, sestavljanje in orodje. Materiali, s katerimi se dela, vključujejo zlitine, kot so 360, 380, 383 in 413.

Pomoč pri načrtovanju litja cinka / sočasne inženirske storitve. Po meri proizvajalec natančnih ulitkov iz cinka. Izdelujejo se lahko miniaturni ulitki, visokotlačni ulitki, ulitki z večdrsnimi kalupi, običajni ulitki iz kalupov, ulitki iz kalupov in neodvisni ulitki ter ulitki, zaprti z votlino. Ulitke lahko izdelate v dolžinah in širinah do tolerance +/- 24 in.  

Proizvajalec litja magnezija s certifikatom ISO 9001: 2015. Zmogljivosti vključujejo visokotlačno litje magnezija v litju do 200 ton vroče komore in 3000 ton hladilne komore, oblikovanje orodij, poliranje, oblikovanje, obdelava, barvanje v prahu in tekočini, popoln QA z možnostmi CMM , montaža, pakiranje in dostava.

Certifikat ITAF16949. Vključena je dodatna storitev kastinga naložbeno litje,vlivanje peska,Gravitacijsko ulivanje, Izlivanje izgubljene pene,Centrifugalno ulivanje,Vakuumsko litje,Trajno litje kalupov, .Zmožnosti vključujejo EDI, inženirsko pomoč, solidno modeliranje in sekundarno obdelavo.

Livarske industrije Študije primerov delov za: avtomobili, kolesa, letala, glasbeni instrumenti, plovila, optične naprave, senzorji, modeli, elektronske naprave, ohišja, ure, stroji, motorji, pohištvo, nakit, vrtalne naprave, telekomunikacije, razsvetljava, medicinske naprave, fotografske naprave, Roboti, skulpture, zvočna oprema, športna oprema, orodje, igrače in še več. 

Kaj vam lahko pomagamo naprej?

∇ Pojdite na domačo stran za Kitajska

By Proizvajalec tlačnega litja Minghe | Kategorije: Koristni članki |Material Tags: Ulivanje aluminija, Ulivanje cinka, Magnezijev liv, Ulivanje titana, Lito iz nerjavečega jekla, Ulivanje medenine,Bronasto litje,Predvajanje videa,Zgodovina podjetja,Lito litje iz aluminija | Komentarji izključeni