Starea aplicației și tendința de dezvoltare a procesului de nitrurare a pământului rar

De la mijlocul anilor 1980, în producție, unele angrenaje tratate în general cu oțel aliaj de carburare și proces de stingere au cerințe de rezistență mai ridicate, precum și cerințe de viteză mare, putere mare și fiabilitate ridicată. Cu toate acestea, forma oțelului după tratamentul de carburare și stingere este relativ mare și trebuie adăugate etapele ulterioare, cum ar fi tratamentul de rectificare a angrenajelor. Nu este ușor să obțineți un tratament de măcinare a angrenajelor pentru angrenaje nevolutive. În plus, dezvoltarea rapidă a industriei aerospațiale din ultimii ani a promovat și aplicarea inelelor de precizie mari și a pieselor cu pereți subțiri. În prezent, tratarea suprafeței acestor piese de oțel adoptă în cea mai mare parte procesul de carburare și stingere, care are, de asemenea, problema dificultății procesării și formării finale și a deformării mari după stingere. În comparație cu piesa de prelucrat carburată, piesa de prelucrat după nitrurare are mai puțină deformare, ceea ce poate rezolva mai bine problemele de mai sus.

Fiind cele două procedee de tratament termic de întărire a suprafeței cele mai comune, nitrurarea și carburarea au propriile avantaje. Rezistența la uzură a stratului de nitrurare este mai bună decât cea a stratului carburat, iar duritatea este mai mare, dar ciclul procesului este mai lung decât cel al stratului carburat. Stratul de nitrurare este mai puțin adânc decât stratul carburat (0.3 ± 0.5 mm), iar capacitatea de încărcare a rulmentului și a impactului este relativ slabă. . Studiile experimentale au arătat că tratamentul cu nitrurare profundă (> 0.55 mm) poate înlocui parțial procesul de carburare și, de asemenea, poate îmbunătăți în mod eficient rezistența la impact și capacitatea portantă a stratului carburat.

Întrucât pământurile rare au fost aplicate tratamentului termic chimic, cercetătorii din țară și străinătate au efectuat numeroase studii cu privire la rolul pământurilor rare în procesul de nitrurare și au obținut rezultate remarcabile. Adică, adăugarea de pământuri rare în procesul de nitrurare poate crește în mod eficient rata de infiltrare și duritatea stratului de infiltrare. , Creșterea stratului de infiltrare și îmbunătățirea structurii, având astfel rolul dublu de cataliză și microaliaj. Dezvoltarea tehnologiei de nitrurare a pământurilor rare depinde de propriile sale caracteristici, adică structura unică a stratului electronic îl face să aibă o activitate chimică puternică.

Adăugarea de elemente de pământ rar la procesul de nitrurare are multe avantaje: în primul rând, poate accelera nitrurarea; în al doilea rând, poate reduce în mod eficient temperatura de nitrurare; în al treilea rând, poate crește foarte mult durata de viață a echipamentelor și a dispozitivelor de fixare a pieselor de prelucrat; în al patrulea rând, poate îmbunătăți oboseala la îndoire a pieselor, rezistența la oboseală prin contact și rezistența la uzură etc. Prin urmare, în nitrurarea cu unelte chineze, introducerea elementelor de pământ rar în procesul de tratare termică chimică a îmbunătățit procesul la un nou nivel și s-a îmbunătățit mult calitatea produsului, realizând astfel o integrare timpurie cu standardele internaționale și sporind competitivitatea internațională.

1. Starea de aplicare a procesului convențional de nitrurare

Nitrurarea este o tehnologie de tratare termică chimică de suprafață pe scară largă. Scopul procesului de nitrurare este de a obține o duritate mai mare a suprafeței fără a schimba practic propriile sale proprietăți și dimensiunea piesei de prelucrat și, în același timp, poate îmbunătăți rezistența la uzură și îmbunătăți durata de viață la oboseală. . La fel ca alte procese chimice de tratament termic, procesul de nitrurare include descompunerea mediului de nitrurare, reacția în agentul de nitrurare, difuzia, reacția de interfață de fază, difuzia elementului de azot infiltrat în fier și formarea de nitruri. Conform diagramei de fază a aliajului Fe-N, temperatura de nitrurare este în general mai mică de 590 ° C (temperatura eutectoidă a azotului), iar stratul de nitrurare formează faza ε și faza α de la suprafață la interior. Deoarece rata de difuzie a atomilor de azot în faza epsilon este cea mai lentă, după formarea stratului de nitrurare, faza epsilon va acționa ca o barieră pentru a împiedica difuzia interioară a atomilor de azot. Prin urmare, în condiții normale, rata de creștere a stratului de nitrurare va scădea semnificativ după nitrurare pentru o perioadă de timp.
Proces de nitrurare a pământului rar

2.1 Mecanismul nitrurării pământurilor rare

Pământul rar este un termen colectiv pentru 17 elemente, inclusiv elemente lantanide și scandiu (Sc) și itriu (Y). Aceste elemente de pământ rar sunt relativ active și sunt situate între magneziu (Mg) și aluminiu (Al). Datorită caracteristicilor sale unice, este utilizat pe scară largă în multe domenii. De asemenea, datorită acestor caracteristici, poate fi utilizat ca accelerator de tratament termic și poate fi utilizat în tratamentul termic chimic. În tratamentul termic chimic, lantanul (La) și ceriul (Ce) sunt adesea elementele principale, deoarece au o structură de strat electronic 4f și o electronegativitate chimică puternică, cum ar fi ceriu (Ce) -2.48, lantan (La) -2.52, Prin urmare , proprietățile sale chimice sunt relativ active, ceea ce, la rândul său, îi permite să producă o sinergie chimică mai bună cu o varietate de nemetale. Savanții de la Harbin Institute of Technology cred că elementele din pământuri rare, cu structură electronică specială și activitate chimică, pot pătrunde în suprafața pieselor din oțel. Motivul pentru numeroasele avantaje este că odată ce elementul de pământ rar pătrunde în suprafața oțelului, raza atomică este cu aproximativ 40% mai mare decât cea a atomului de fier, ceea ce va provoca distorsiunea rețelei atomului de fier din jur, care în rândul său crește densitatea defectului, adică distorsiunea produce altele noi. Defectele cristaline sunt favorabile adsorbției și difuziei atomilor de azot, astfel încât atomii interstițiali sunt îmbogățiți în zona de distorsiune. După ce elementul de pământ rar pătrunde în suprafața piesei de oțel, va forma o concentrație ridicată de azot pe suprafața piesei de oțel într-un timp scurt, formând astfel un potențial de azot ridicat și un gradient de concentrație, ceea ce face ca atomii de azot să fie difuzi către interior rapid, făcând astfel evident procesul de tratare termică chimică Accelerați și rafinați structura stratului infiltrat și îmbunătățiți performanța stratului infiltrat.

Autorul consideră că creșterea substanțială a ratei de nitrurare a pământurilor rare se datorează în principal următoarelor motive:

• Infiltrarea elementelor de pământ rar determină proliferarea densității defectului, fluxul de difuzie J crește, iar coeficientul de transfer al atomilor de azot crește foarte mult.
• Infiltrarea elementelor de pământ rar induce distorsiunea rețelei atomului Fe de suprafață, care crește energia de suprafață, crescând astfel energia de adsorbție a captării atomilor de N interstițiali.
• Îmbogățirea unui număr mare de N atomi în zona de distorsiune crește diferența de concentrație de azot, mărește energia chimică și accelerează viteza de difuzie.

2.2.Caracteristicile nitrurării pământurilor rare

Efectul catalitic al pământului rar în timpul nitrurării este mult mai mare decât cel al carburării, care este o caracteristică importantă a nitrurării pământului rar. Motivul este că temperatura de nitrurare este de obicei în zona fazei α-Fe, iar rezistența la infiltrație a elementelor de pământ rar din această zonă de fază este mult mai mică decât cea din zona fazei γ-Fe; în plus, cantitatea de infiltrare de pământuri rare este, de asemenea, principalul factor care afectează efectul de infiltrare. . În general vorbind, o cantitate mare de infiltrare are un efect mai bun de infiltrare, iar cantitatea de infiltrare de pământuri rare în timpul nitrurării este mai mare decât cea din timpul carburării, astfel încât efectul de infiltrare în timpul nitrurării este mai bun.

Distribuția și morfologia nitrurii în stratul de nitrurare sunt cheia durității stratului de nitrurare. Când nitrura este dispersată și distribuită, duritatea este mai mare, dimpotrivă, duritatea este mai mică. În procesul convențional de nitrurare, nitrura fulgioasă este în general produsă, iar nitrura este coerentă sau semi-coerentă cu faza părinte. Pe măsură ce temperatura crește, nitridele continuă să se acumuleze și să devină mai mari, se desolubilizează din faza mamă, iar duritatea scade brusc.

În procesul de nitrurare a pământurilor rare, infiltrarea pământului rar face ca nitrura să prezinte o stare de distribuție dispersată și inegală, astfel încât energia liberă să crească brusc și să devină o capcană pentru atomii de N interstițiali. În același timp, se poate forma o masă de aer metastabilă Cottrell, care poate reduce energia de acolo. Formarea nitrurilor ia elemente de pământ rare ca nucleu, iar distribuția lor devine fin dispersată. În același timp, prezintă, de asemenea, o precipitație cvasisferică difuză, evitând astfel generarea unei structuri asemănătoare unei vene și evitând, de asemenea, segregarea nitrurii de-a lungul limitei granulelor. În plus, într-un anumit interval de temperatură, morfologia nitrurii nu se va modifica și distribuția sa nu se va modifica. În comparație cu tehnologia convențională de nitrurare, tehnologia de nitrurare a pământurilor rare face ca duritatea stratului de nitruri să fie mai mare și fragilitatea poate fi menținută la 0 ~ Nivelul 1.

2.3. Cerințe ale procesului de nitrurare a pământurilor rare

Nitrarea cu pământuri rare are caracteristica durității mai mari a stratului de nitrurare. Conform acestei caracteristici, temperatura de nitrurare poate fi crescută cu 10 până la 20 ° C, promovând astfel mai eficient creșterea ratei de nitrurare. Potrivit rezultatelor unui număr mare de experimente, se poate constata că, cu aceeași temperatură, nitrurarea pământurilor rare poate crește rata de infiltrare cu 15% până la 20%, dar după creșterea temperaturii cu 20 ° C, rata de infiltrare poate fi mult crescut. În același timp, similar tehnologiei convenționale de nitrurare, nitrurarea cu pământuri rare trebuie să controleze rata de descompunere a amoniacului de nitrurare într-un interval rezonabil, adică un potențial de azot mai mare (Np) ar trebui utilizat în etapa inițială și apoi redus treptat. În general, se adoptă procesul de nitrurare în atmosferă controlată cu două capete, cu temperatură variabilă și potențial variabil de nitrurare, iar rata de descompunere a amoniacului este redusă în etapa inițială, iar potențialul de azot este crescut pentru a îndeplini cerințele de accelerare a vitezei de nitrurare, ceea ce crește foarte mult aceasta.

2.4. Beneficii economice și economisirea de energie a nitrurării pământurilor rare

Folosind un proces convențional de nitrurare, oțel structural din aliaj general, atunci când stratul necesită 0.3 mm, timpul de reținere are nevoie în general mai mult de 30 de ore. Când stratul de infiltrare necesită 0.6 mm, timpul de conservare a căldurii are nevoie de mai mult de 90 de ore. După ce nitrurarea cu pământuri rare este adăugată la catalizator, atunci când oțelul structural din aliaj normal necesită un strat de infiltrare de 0.3 mm, dacă procesul de nitrurare a izolației de încălzire ciclică poate fi utilizat în aceeași condiție de temperatură, timpul de reținere va fi doar 14h. În comparație cu tehnologia convențională de nitrurare, timpul de conservare a căldurii este cu 16 ore mai scurt și se economisește 53% din timp. Prin urmare, poate economisi 40% din energie electrică, reduce consumul de amoniac cu aproximativ 35% și reduce emisiile de gaze de eșapament cu aproximativ 35%. Când stratul de penetrare necesită 0.6 mm, timpul de conservare a căldurii poate fi scurtat cu aproximativ 40%.

China este o țară majoră de producție de mașini, cu mii de companii care folosesc nitrurarea gazelor, în principal în producția de mașini-unelte, transmisia energiei eoliene, echipamentele aerospațiale, fabricarea mucegaiului și alte industrii. Se estimează că 3000 de cuptoare de nitrurare de tip groapă (calculate la 75kW) vor fi operate de 100 de ori pe an, iar fiecare pornire timp de 25 de ore va consuma anual 5.625 × 108kW • h de energie electrică. Utilizarea agentului de permeabilitate a pământurilor rare poate crește rata de permeabilitate cu 40% și poate economisi energie electrică cu 2.250 × 108kW • h, ceea ce echivalează cu 90,000 de tone de cărbune standard și reduce emisiile de CO2 cu 80,000 de tone. Prin urmare, dacă întreaga industrie adoptă tehnologia de infiltrare a pământurilor rare în procesul de nitrurare, va avea un efect mai bun de „economisire a energiei și reducere a emisiilor”.

3. Dezvoltarea tehnologiei de nitrurare a pământurilor rare

3.1. Importanța nitrurării pământurilor rare

În ultimii ani, odată cu creșterea generală a prețurilor mondiale la energie, dezvoltarea economică a Chinei se confruntă cu provocări uriașe. Din acest motiv, a propus înființarea unei țări inovatoare și economice de energie și atingerea obiectivului dezvoltării economice durabile și a emis măsuri relevante pentru a reduce consumul de energie, conservarea energiei și reducerea emisiilor. Și politici conexe pentru a obține o durată de viață eficientă. Potrivit testului preliminar al procesului de nitrurare a pământurilor rare, se poate ști că infiltrația catalizată de pământurile rare poate reduce foarte mult timpul de nitrurare a gazelor și poate prezenta diferite efecte catalizate pentru diferite materiale din oțel, în general, poate fi scurtată cu aproximativ 30% până la 60 %, iar duritatea suprafeței este, de asemenea, scăzută. În comparație cu nitrurarea tradițională, poate crește 50 ± 150HV. Calculele preliminare indică faptul că utilizarea acestei tehnologii va reduce considerabil consumul de energie, care se așteaptă să reducă consumul de energie cu 30% până la 40%, să reducă emisiile de gaze reziduale nitrurante, să scurteze orele de lucru și să îmbunătățească eficiența muncii. În același timp, calitatea pieselor din oțel este mult îmbunătățită, rezistența la uzură este mult îmbunătățită, rezistența la uzură a suprafeței este mult îmbunătățită, rezistența și duritatea sunt crescute într-un anumit interval, iar utilizarea eficientă și durata de viață lungă sunt realizate . Tehnologia de nitrurare a pământului rar va promova dezvoltarea procesului de nitrurare al Chinei.

3.2 Perspectivele nitrurării pământurilor rare

Procesul de nitrurare are caracteristicile îmbunătățirii durității suprafeței pieselor, îmbunătățirea rezistenței la uzură a pieselor și îmbunătățirea rezistenței la coroziune și rezistență la oboseală. Poate fi utilizat pe scară largă în industria producției de matrițe și a mașinilor electrice. Nitrarea este un proces de neînlocuit în procesarea mecanică, dar există încă unele probleme care trebuie rezolvate urgent în procesul de nitrurare. De exemplu, timpul procesului este prea lung. Luând un strat de 0.5 mm ca exemplu, va dura până la 50 de ore. Dacă se adaugă timpul auxiliar, inclusiv calculul, timpul procesului său va ajunge la 3 până la 4 zile. Prin urmare, acest lucru va pierde o mulțime de ore de muncă, consum de energie electrică și amoniac. Din acest motiv, cercetarea viitoare asupra procesului de nitrurare ar trebui să se concentreze pe următoarele aspecte: unul este scurtarea timpului de nitrurare; cealaltă este adâncirea stratului de infiltrație; a treia este reducerea consumului de energie; iar al patrulea este trecerea la direcția dezvoltării unei economii verzi.

Având în vedere resursele abundente din China de pământuri rare și numeroasele avantaje ale procesului de nitrurare a pământurilor rare, inovația și promovarea tehnologică ar trebui utilizate pentru a da un joc deplin avantajelor resurselor și tehnologiei pentru a forma avantaje de dezvoltare industrială și beneficii economice.

Cercetătorii în domeniul științei și tehnologiei materialelor ar trebui să ia inovarea și promovarea procesului de nitrurare a pământurilor rare ca obiectiv de cercetare și să desfășoare o discuție mai profundă cu privire la legile sale interne și mecanismul de nitrurare. Efectuați continuu cercetarea și dezvoltarea catalizatorilor de pământuri rare de înaltă eficiență și depuneți eforturi pentru a realiza înlocuirea completă a procesului convențional de nitrurare cu procesul de nitrurare a pământurilor rare, maximizând astfel efectul economisirii energiei, reducerii emisiilor, reducerii consumului și eficienței creșterea și prelungirea vieții.

Vă rugăm să păstrați sursa și adresa acestui articol pentru reimprimare: Starea aplicației și tendința de dezvoltare a procesului de nitrurare a pământului rar

Minghe Compania de turnare sub presiune sunt dedicate fabricării și furnizează piese de turnare de calitate și de înaltă performanță (gama de piese turnate sub presiune din metal include în principal Turnare sub presiune cu perete subțire,Hot Cast casting sub presiune,Turnare sub presiune în cameră rece), Serviciu rotund (Serviciu de turnare sub presiune,Prelucrare Cnc,Fabricarea mucegaiului, Tratament de suprafață). Orice cerință personalizată de turnare sub presiune din aluminiu, magneziu sau turnare sub presiune din Zamak / zinc și alte cerințe de turnare sunt binevenite să ne contacteze.

Sub controlul ISO9001 și TS 16949, toate procesele sunt efectuate prin sute de mașini avansate de turnare sub presiune, mașini cu 5 axe și alte facilități, variind de la blastere la mașini de spălat Ultra Sonic. Minghe nu numai că are echipamente avansate, dar are o echipă de ingineri cu experiență, operatori și inspectori pentru a face realitatea designul clientului.

Producător contract de piese turnate sub presiune. Capacitățile includ piese de turnare sub presiune din aluminiu cu cameră rece de la 0.15 lbs. la 6 lbs., schimbare rapidă configurată și prelucrare. Serviciile cu valoare adăugată includ lustruire, vibrare, debavurare, sablare, vopsire, placare, acoperire, asamblare și scule. Materialele lucrate includ aliaje precum 360, 380, 383 și 413.

Asistență la proiectarea turnării sub presiune din zinc / servicii de inginerie simultană. Producător personalizat de piese turnate sub presiune din zinc. Pot fi fabricate piese turnate în miniatură, piese turnate sub presiune înaltă, piese turnate multi-glisante, piese turnate convenționale, piese turnate sub formă de unități și piese turnate independente și piese turnate sigilate în cavitate. Piesele turnate pot fi fabricate în lungimi și lățimi de până la toleranță de +/- 24 in.  

Producător certificat ISO 9001: 2015 de magneziu turnat sub presiune, capabilitățile includ turnare sub presiune cu magneziu de înaltă presiune de până la 200 tone cameră fierbinte și 3000 tone cameră rece, proiectare scule, lustruire, turnare, prelucrare, vopsire cu pulbere și lichide, QA complet cu capacități CMM , asamblare, ambalare și livrare.

Certificat ITAF16949. Serviciul de turnare suplimentar include investiții de turnătorie,turnare cu nisip,Turnarea gravitației, Pierdere spumă turnare,Turnare centrifugă,Turnarea în vid,Turnare permanentă a matriței, .Capacitățile includ EDI, asistență tehnică, modelare solidă și procesare secundară.

Industrii de turnare Părți Studii de caz pentru: Mașini, biciclete, aeronave, instrumente muzicale, ambarcațiuni, dispozitive optice, senzori, modele, dispozitive electronice, carcase, ceasuri, mașini, motoare, mobilier, bijuterii, jiguri, telecomunicații, iluminat, dispozitive medicale, dispozitive fotografice, Roboți, sculpturi, echipamente de sunet, echipamente sportive, scule, jucării și multe altele. 

Ce vă putem ajuta să faceți în continuare?

∇ Accesați pagina principală pentru China turnare sub presiune

By Producător de turnare sub presiune Minghe | Categorii: Articole utile |Material Etichete: Turnare din aluminiu, Turnarea zincului, Turnarea cu magneziu, Turnare cu titan, Turnare din oțel inoxidabil, Turnare din alamă,Turnarea bronzului,Distribuirea videoclipului,Istoricul companiei,Turnare din aluminiu | Comentarii dezactivate