Плазмено азотиране
Инженерни съображения за плазмено азотиране
Процесът на плазмено азотиране произвежда твърда външна обвивка на материала, който е азотиран. Твърдостта, постигната на повърхността намалява с дълбочина докато се достигне твърдостта на ядрото. Фиг. 1 показва очакваната твърдост за различните сплави при различни дълбочини. Наклонът е по-плавен за ниско легирани стомани и много остър за високо легирани стомани. Азотно формираните елементи в състава на стоманата са основните фактори, контролиращи твърдостта и дълбочината. Ниско легираните стомани, ще осигурят по-голяма дълбочина, но по-ниска обща твърдост.
Фиг. 1
Микроснимката на фиг. 2 показва серия неръждаема легирана стомана, която е била плазмено азотирана. Високото съдържание на сплав от неръждаема стомана създава висока твърдост на повърхността и остра зона на преход между азотираната повърхност и материала на ядрото. Ниско легирани стомани имат по-ниска обща твърдост на повърхността и зона на преход между азотирания слой и основния материал, но общото проникване на нитрид ще бъде по-дълбоко. Това е особено полезно, когато продуктът е подложен на въздействие или тежко натоварване.
Фиг.2 показва серия неръждаема легирана стомана, която е била азотирана за подобряване на неговото износване и свойства.
Съображения при избора на състав при азотиране
Фиг.3 показва как металургични свойства на нитрида и белия слой могат да се контролират в процеса на плазмено азотиране чрез коригиране на състава на технологичния газ.
ГАМА СЛОЙ
Слоят на плазменото азотиране гама се използва предимно в области, където може да се усети натоварване или въздействие. Гама е по-еластичен слой от епсилон слоя. "Белият слой" или слоят съединение ще се изгради само между 0,0001 и 0,0004 "Този процес е отличен избор, когато на крехкия бял слой се напука и начупи от удар или тежко натоварване. Този слой също е добър избор, когато обшивката или повърхностното покритие ще се прилагат към продукта след преработка. За да се придържи последващото покритие към основата, белия слой трябва да бъде отстранен. Тънкият бял слой, произведени по време на този процес позволява на белия слой да се отстрани лесно и последващото обработване да се приложи правилно.
ЕПСИЛОН
Слоят на плазмено азотиране епсилон не е толкова еластичен като гама слоя, но осигурява по-висока степен на износване и по-нисък коефициент на триене. "Белият слой" или слоят-съединение е по-дебел от гама слоя и ще се увеличи с дебелина, докато се увеличава и времето на процеса. Слоят-съединение обикновено варира от 0,0002 "до 0,0012". По-дебел слой-съединение също така осигурява по-висока степен на устойчивост на корозия. По-дебел слой-съединение е по-пропусклив от зоната, получена по време на гама-слоя и е отличен избор за интерфейс смазка за износване. Разяждането е добър пример за режим на износване, който би изисквал лубрикант за интерфейса.
С двата слоя, с увеличение на температура, ще се увеличи дебелината на зоната на съединението.
Довършителни изисквания
П репоръчва се покритие между 15 и 30 RMS се за плазмено азотираните продукти. Продукти с повърхност с по-високи от 30 RMS могат да проявят преждевременно износване, поради неравностите на повърхността и частите под 15 RMS ще трябва да бъдат полирани след преработка.
Съображения при избора на дълбочина
Тънкостенните профили трябва да се избягват или плитката дълбочина трябва да бъде предвидена. Дълбок слой на азотиране може да предизвика участъците с тънки стени да станат чупливи по време на експлоатация.
Външен вид на азотирания продукт
На външен вид азотирания продукт е с варовит сив цвят. В някои случаи със смес от газове, могат да бъдат произведени с черна повърхност. Плазменият процес се конкурира с газовото азотиране и процесите на солна баня. Има много процеси на пазара, които са получили конкретни търговски наименования. Ако процесът произвежда голяма дълбочина, плазменият процес може да се конкурира с него.