روشهای نیتراسیون قالب اکستروژن

در توضیح روشهای نیتراسیون قالب اکستروژن ، باید گفت که روش بدین صورت است که قطعات را درون کوره در شرایط مطلوبی از خلا قرار میدهند.سپس برای انجام عملیات پیش گرمایش در دمای ۴۰۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی گراد ، گاز فرآیند وارد محفظه کوره می شود، بعد از اتمام مرحله پیش گرمایش ، عملیات آلودگی زدایی با فرآیند بمباران یونی انجام میشود. به این ترتیب که تفاوت ولتاژ بین قطعات و دیواره کوره ، موجب یونیزه شدن گاز میشود ، یون های شتاب گرفته با سطح قطعه برخورد کرده ، ذرات آلوده را برطرف می کنند. پس از این آلودگی زدایی، عملیات نیتراسیون آغاز میشود.

روشهای نیتراسیون قالب اکستروژن :

• نیتراسیون پلاسما
• نیتراسیون گازی
• نیتراسیون حمام نمک

نیتراسیون پلاسما:

برای انجام عملیات نیتراسیون پلاسما مقدار مشخصی از گازهای متان ،هیدروژن و نیتروژن را به محفظه وارد میکنند که به دلیل اختلاف ولتاژ بین قطعات و محفظه ، یونیزه میشود . یونیزاسیون گازها موجب تولید پلاسما میشود که هاله ای بنفش رنگ در فضای اطراف قطعات به وجود می آورد. واکنش شیمیایی نیتروژن و عناصر نیترید زای هر آلیاژ ، در فضای به وجود آمده از حرارت و انرژی پلاسما انجام میشود ، که موجب به وجود آمدن لایه سفید رنگ ، سخت و مقاوم به سایش ، حاوی فازهای گاما و اپسیلون (نیترید های آهن) بر اساس گازهای موجود در محفظه بر روی فلز تشکیل میشود. در لایه های تحتانی نیترید آهن ، لایه های نیتریدی عناصر آلیاژی موجود در فولاد شکل میگیرد. این لایه سفید رنگ مقاوم به سایش ، در برابر ضربه نه تنها خورد میشود بلکه امکان سایش را بیشتر میکند. بنابر این در برخی قطعات که تحت ضربه هستند نیاز به حذف این لایه وجود دارد. نیتراسیون پلاسمایی عملیاتی است که امکان حذف کنترل شده این لایه را ایجاد میکند.

عدد سختی نیتراسیون پلاسمایی بین ۵۵ تا بیش از ۷۰ راکول سی میباشد و در سطح فلز اعوجاج ایجاد نمیکند. امکان کاهش دما در نیتراسیون پلاسما در مقابل شیوه سنتی ، موجب بالا رفتن سختی قطعات و پایداری ابعادی آنها شده است.

مزایا و معایب این شیوه:

• دمای پایین مورد نیاز برای عملیات (۴۰۰ الی ۴۵۰ درجه سانتیگراد ، خواص سختکاری و تمپر میشود

• کم شدن احتمال ایجاد موج و تغییر شکل در قطعات

• عملیات مناسب برای نیتراته کردن فولادهای ضد زنگ و برخی آلیاژهای غیر آهنی مثل تیتانیوم و نیکل

• کوتاه بودن مدت فرآیند

• امکان کنترل و تنظیم ضخامت لایه سفید نیتراته

نیتراسیون گازی:

در فرآیند نیتراسیون گازی، پس از مراحل پیش گرمایش و آلودگی زدایی ، گاز اشباع شده از نیتروژن ، که عموما گاز آمونیاک میباشد ، به فضای اطراف قطعات وارد میشود ، این گاز قابلیت این را دارد که در دمای بالا با سطح فلز داخل کوره واکنش نشان دهد ودر سطح فلز لایه نیتراته (در اثر وارد شدن نیتروژن به آن ) تشکیل میشود.

مزایا و معایب شیوه گازی :

• زمان انجام عملیات طولانی میباشد.

• دمای لازم برای این فرآیند بالاست (۵۰۰ تا ۵۱۰ سانتیگراد)

• ضخامت لایه نیتراته سطح فلز قابل کنترل میباشد.

• هزینه مناسب برای قطعات بالا

• خاصیت خوردگی فولاد ضد زنگ را پایین می اورد.

در بین روشهای نیتراسیون قالب اکستروژن ، این روش بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد.

نیتراسیون حمام نمک:

عملیات نیتراسیون به شیوه حمام نمک یا نمک مذاب شیوه سنتی است ف که موجب بالا رفتن خاصیت سختی سطحی فلز میشود. برای انجام این عملیات ، قطعه را در نمک مذاب قرار میدهند ، این نمک حاوی نیتروژن است ، که به طور معمول سیانید میباشد، به این ترتیب عملیات نیترو _ کربورایز انجام میشود . مقدار نیتروژن درون نمک ثابت است . این فرآیند در دمای ۵۵۰ تا ۵۷۰ درجه سانتگراد انجام میشود . زمان انجام عملیات کوتاه است. نمک مورد استفاده سمی است.

مزایا و معایب نیتراسیون به شیوه حمام نمک:

• فرآیند در دمای بالا انجام میشود

• زمان انجام عملیات کوتاه است.

• انجام عملیات ساده است

• نمک سمی محیط موجب آلودگی محیط میشود.

• این شیوه ، به دلیل غیر قابل تغییر بودن مقدار نیتروژن ، امکان یک نوع عملیات را ایجاد میکند.