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气体氮化

气体氮化

金属零件制造商经常在加工期间应用工业表面处理来修改金属零件,以在他们的产品中创造预期的效果。整理处理可以改变部件外观或性能的各个方面。有些零件要经过一系列的表面处理。

例如,制造商可以在零件的外部涂上粉末涂料,以产生所需的表面颜色变化,或帮助修改表面的纹理或光泽。其他表面处理有助于防水组件或提高表面耐久性和耐腐蚀性。制造商利用许多不同的表面处理来实现各种各样的目标。

气体氮化工艺

气体氮化过程(也称为“氨氮化”)提供了一种方法来硬化钢构件的表面,硬化它们以更好地抵抗划痕、磨损和擦伤,同时允许内部保持柔软。它是通过氮化促进金属组件外部氮化层形成的三种常用方法之一。

制造商通过将金属工件暴露在加热的氨环境中来实现这种表面硬化过程。当氨开始分解成它的组成元素时,氮会扩散到工件的外部。它在表面形成氮化物沉积。这种外壳能有效地使金属工件变硬。

表面硬化技术

今天的气体氮化通常依靠氨气作为氮形成的主要来源。制造商可以以相对便宜的价格获得这种商业气体用于工业用途。在以前的时代,这种形式的氮化需要使用高炉,因为加热氨气的危险。如今,工业炉的温度由计算机精心控制,使氮化过程在严密控制的环境中进行。此外,自动化增加了这一过程的安全性和方便性。

如今,制造商可以获得液化形式的氨,使运输、储存和处理更容易。当企业在受控条件下将钢铁部件暴露在工业炉中的氨中时,高温会导致氨中的氮原子部分分离,并扩散到部件表面,形成氮化外壳。氮化层的形成有助于硬化零件的表面,提高了金属承受划痕和磨损的能力。

气体氮化:材料及应用

气体氮化已成为一些金属零件生产中重要的精加工步骤。制造商经常利用高成本效益的材料来完成这种类型的硬化处理。今天,许多应用程序都是使用这种技术生产的组件。

材料

经过气体氮化处理的金属部件通常由低碳钢组成。然而,制造商也使用这种表面处理来硬化其他金属。其他受欢迎的金属有时也会受到这种处理,包括不锈钢、中碳钢和高碳钢合金、钛、钼,甚至(在极少数情况下)铝。

氨气是这种表面硬化方法中最常见的氮原料来源。然而,潜在的其他含氮气体也可以作为气体氮化过程的原料。制造商确实需要一个能够产生高温的热源,以及一种控制和监测温度和氮水平的方法。在加热的环境中,氨开始分解成组成它的氮原子和氢原子。

氮会在暴露的金属表面扩散形成氮化层。在过去,由于生产过程的不一致性,气体氮化有时会导致氮化物沉积厚度的变化。然而,如今,制造商已经开发出了能够精确控制金属合金成分、氮水平、温度和气体暴露时间的能力,从而可以生产出具有可预测和可测量氮层的部件。

应用程序

由于氮化能在金属零件表面生成硬质氮化层,因此这项技术在需要更坚硬、表面硬化工具的经济部门和行业中很受欢迎。这种硬化处理仍然是压铸和锻造工具的普遍应用。它还有助于硬化阀门,球轴承,凸轮轴,齿轮,轴,喷射器,火器组件,喷射器,和各种施工工具的表面,包括锤头和凿子。

气体氮化的优点

作为一种进行氮化的技术,气体氮化有几个优点。

  1. 今天这个过程是在精确控制的参数范围内进行的。它通常在一个温度调节的炉内进行。自动化过程的精确能力使制造商能够控制表面氮化物的形成速度,并产生可测量厚度的外部氮化物外壳。在过去,金属部件生产商缺乏准确监测温度和暴露时间的能力,因此气体氮化法不涉及同样水平的精度。
  2. 目前,一些制造商依靠大型温控炉来使用氨氮化批量生产成品金属部件。高效生成大量表面处理产品的能力使该技术越来越受欢迎。
  3. 近年来,这项技术的价格已大幅下降。随着成本的下降,使用气体氮化已经成为一种更容易的表面处理方法。由于经过气体氮化处理的部件具有更高的硬度和耐磨性,这些高质量的金属部件在市场上提供了竞争优势。目前,气体氮化技术有助于公司开发具有成本效益的组件。
  4. 这种表面处理形式的环境安全性近年来有所提高。随着计算机越来越多地控制炉膛操作,精确调节生产参数的能力已经提高。与盐浴氮化法(有时会产生大量有毒废物)不同,高度控制的高效氨氮化法不会产生很多环境污染问题。

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