질소 경화

주물 및 단조를 위한 질소 경화의 목적

질소 경화의 주요 목표는 다음과 같습니다.

• 향상된 표면 경도: 부품의 표면 경도를 크게 높이고 내마모성을 개선하고 마찰 조건에서 표면 열화를 줄입니다.

• 내식성: 항공 우주, 에너지 및 해양 응용 분야와 같은 공격적인 환경을 다루는 산업에서 필수적인 부식 및 산화에 대한 재료의 내성을 향상시킵니다.

• 개선 된 피로 저항: 순환 부하로 인한 균열 및 고장에 저항하는 경화 된 표면층을 만들어 부품의 피로 강도를 향상시킵니다.

• 유지 코어 강인함: 표면을 강화하면서 코어 재료의 인성 및 연성을 보존하여 구성 요소가 정적 및 동적 로딩 조건에서 최적으로 수행되도록합니다.

• 치수 안정성: 치수 변화 또는 왜곡을 피하기 위해 단단한 공차 및 고품질 표면 마감이 필요한 정밀 부품에 이상적입니다.

주물 및 단조를 위한 질소 경화 과정

질소 경화에는 코어의 무결성을 유지하면서 재료가 향상된 표면 특성을 달성 할 수있는 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다.

1. 준비:

• 주조 또는 단조는 질소 처리 공정을 방해 할 수있는 오일, 산화물 또는 오염 물질을 제거하기 위해 철저히 청소됩니다. 이 세정은 화학 세정제, 연마 블라스팅, 또는 재료 및 구성 요소 기하학에 적합한 다른 방법을 사용하여 수행될 수 있다.

2. 질화 분위기:

• 구성 요소는 노 또는 질화 챔버에 배치되어 질소가 풍부한 대기에 노출됩니다. 이 대기는 일반적으로 암모니아 (NHPod) 를 포함하며, 이는 고온에서 분해되어 질소 가스를 방출합니다.

• 질소 원자는 재료 조성 및 원하는 케이스 깊이에 따라 전형적으로 500 ℃ 내지 580 ℃ (932 ℉ 내지 1,076 ℉) 의 고온에서 부품의 표면으로 확산된다.

3. 확산 과정:

• 질화 공정 동안, 질소 원자는 성분의 표면으로 확산되고 금속과 결합하여 경질 질화물을 형성한다. 이러한 질화물, 종종 철 질화물 (FeCHIL N 또는 FeReport N) 은 부품의 경도 및 내마모성을 크게 증가시키는 단단한 표면층을 형성합니다.

• 확산 깊이는 공정의 시간 및 온도를 조정함으로써 제어될 수 있다. 전형적으로, 질화된 층의 깊이는 0.1mm 내지 0.5mm (0.004 in 내지 0.02 in) 의 범위이지만, 더 깊은 경우가 특정 응용에 대해 달성될 수 있다.

4. 냉각:

• 질화 공정 후에, 부품은 전형적으로 공기 또는 다른 제어된 환경에서 냉각된다. 침탄 또는 유도 경화와 같은 다른 표면 경화 방법과 달리, 질소 경화는 일반적으로 질화 공정이 균일하고 안정한 미세 구조를 초래하기 때문에 담금질 또는 신속한 냉각을 필요로하지 않습니다.

5. 치료 후:

• 일부 경우에, 질화 부품은 원하는 표면 마감 및 치수를 달성하기 위해 연마 또는 광 연삭과 같은 마무리 공정을 거칠 수 있다. 이것은 정밀 부품을 다룰 때 또는 표면의 외관이 중요 할 때 특히 중요합니다.

주물 및 단조에 대한 질소 경화의 장점

1. 표면 경도 증가:

• 질소 경화는 코어 재료의 인성에 영향을 미치지 않고 주물 및 단조의 표면 경도를 증가시킵니다. 이로 인해 내마모성이 있고 연마 조건에 견딜 수있는 구성 요소가 생성되어 고성능 응용 분야에 이상적입니다.

2. 우수한 마모 및 마모 저항:

• 질화된 표면층은 우수한 내마모성을 제공하여, 기어, 샤프트 및 밸브 부품과 같은 마찰력에 노출된 부품에 대해 질소 경화를 특히 유익하게 한다. 공정 동안 형성된 경질화물은 표면 열화에 대한 장벽으로서 작용한다.

3. 향상된 부식 및 산화 저항:

질소 경화의 주요 장점 중 하나는 처리 된 부품의 내식성이 향상된다는 것입니다. 질화 된 표면은 산화 및 부식을 방지하는 얇고 안정적인 산화물 층을 형성하여 항공 우주, 자동차, 해양 및 에너지 부문과 같은 공격적인 환경에서 작동하는 구성 요소에 이상적입니다.

4. 향상된 피로 저항:

• 질소 경화 공정은 또한 표면 경도를 증가시키고 더 균일한 미세 구조를 촉진함으로써 주물 및 단조의 피로 저항을 향상시킨다. 이는 기어, 캠축 및 크랭크 샤프트와 같은 반복적 인 응력 사이클을받는 구성 요소에 필수적입니다.

5. 낮은 왜곡 및 최소 차원 변화:

• 질소 경화는 침탄 또는 담금질과 같은 다른 경화 방법에 비해 상대적으로 저온 공정입니다. 이는 열적 왜곡 및 치수 변화의 위험을 줄이는 데 도움이되므로 공차가 단단한 정밀 부품에 특히 적합합니다.

6. 에너지 효율:

• 질소 경화는 다른 표면 경화 방법에 비해 에너지 효율적인 공정입니다. 고온 담금질이나 광범위한 가열을 필요로하지 않기 때문에 에너지 소비가 적고 운영 비용이 절감됩니다.

7. 환경 친화적 인:

• 다른 표면 처리 방법과 달리 질소 경화는 최소한의 배출을 생성하고보다 환경 친화적입니다. 이 공정은 풍부하고 독성이없는 질소 가스를 사용하여보다 안전하고 지속 가능한 제조 환경에 기여합니다.

주물 및 단조를 위한 질소 경화의 신청

질소 경화는 높은 표면 경도, 내마모성 및 내식성이 중요한 산업의 구성 요소에 이상적입니다. 주요 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

· 자동차 산업:

높은 마모 및 기계적 스트레스를받는 기어, 캠 샤프트, 크랭크 샤프트 및 밸브 구성 요소.

연료 시스템 구성 요소, 서스펜션 부품 및 변속기 구성 요소와 같은 내마모성 및 내식성이 모두 필요한 구성 요소.

· 에너지 및 발전:

공격적인 열 및 기계적 환경에서 작동하는 증기 터빈 부품, 압축기 블레이드 및 고압 밸브 구성 요소.

마모 및 부식성 매체에 노출 된 드릴링 도구, 펌프 및 기타 장비.

· 해양 및 석유 및 가스:

경도와 내식성이 모두 중요한 가혹한 부식성 환경에서 작동하는 해양 엔진 부품, 유압 부품 및 기타 부품.

향상된 내마모성과 부식 방지가 필요한 해저 장비 및 밸브.

· 공구 및 사망:

특히 고 생산 환경에서 향상된 내마모성을 요구하는 금형, 다이 및 스탬핑 도구.

높은 표면 경도와 부식에 대한 내성이 필수적인 금속 형성에 사용되는 냉간 및 고온 작업 도구.