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气体氮化

气体氮化

金属零件制造商经常在加工过程中对金属零件进行工业表面处理,以在他们的产品中创造理想的效果。表面处理可能会改变零件外观或性能的各个方面。有些零件经过一系列表面处理。

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。

气体氮化过程

气体氮化工艺(也称为“氨氮化”)提供了一种使钢部件表面硬化的方法,使它们更好地抵抗划痕、磨损和划伤,同时允许内部保持柔软。它是通过氮化作用在金属组件的外部促进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环境中的氨中来执行这种表面硬化过程。当氨开始分解成它的组成元素时,氮将扩散到工件的外部。它在表面形成氮沉淀。这种外壳有效地帮助外壳硬化金属工件。

表面硬化技术

如今的气体氮化通常依靠氨作为氮的主要来源来生成氮。制造商可以获得这种商业上可用的气体相对便宜的工业使用。在以前的时代,由于加热氨气的危险,这种形式的氮化需要使用高炉。如今,工业炉提供精心计算机控制的温度,允许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。

制造商现在可以获得液化的氨,便于运输、储存和处理。当公司在工业炉中控制条件下将钢部件暴露在氨中,热量会导致氨中的氮原子部分分离并扩散到部件表面,形成一层氮结皮。氮化层的形成通过提高金属抵抗划痕和磨损的能力来帮助硬化部件的表面。

气体氮化:材料和应用

气体渗氮已成为一些金属零件生产中重要的加工步骤。制造商经常使用高性价比的材料来完成这类硬化处理。今天,使用这种技术生产的组件有许多应用。

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。其他常用的金属有时也会经过这种处理,包括不锈钢、中、高碳钢合金、钛、钼,甚至(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,其他含氮气体也可能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。

氮会扩散到暴露的金属表面,形成氮化层。在过去,由于生产不一致,气体氮化有时会产生不同厚度的氮化沉积。然而今天,制造商已经开发出了能够精确控制金属合金成分、氮水平、温度和气体接触时间的能力,从而可以生产具有可预测和可测量氮层的部件。

应用程序

由于氮化有利于在金属零件表面产生硬质氮化层,这项技术在需要更硬的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、喷油器、火器组件、喷油器和各种施工工具表面,包括锤头和凿子。

气体氮化的优点

作为一种氮化工艺,气体氮化具有许多优点。

  1. 今天,这一过程是在精确控制的参数下进行的。它通常发生在温控炉内。精确自动化过程的能力使制造商能够控制表面氮化物的形成速度,并创造可测量厚度的外部氮化物外壳。过去,金属零件生产商缺乏准确监测温度和曝光时间的能力,所以气体氮化并不需要同样的精度。
  2. 目前,一些制造商依靠大型温控炉,使用氨氮法批量生产成品金属部件。由于能够高效地生成大量表面处理产品,该技术越来越受欢迎。
  3. 近年来,这项技术的价格大幅下降。由于成本下降,使用气体氮化已成为一种更容易获得的表面处理方法。由于经过气体氮化处理的部件具有更高的硬度和耐磨性,这些更高质量的金属部件在市场上具有竞争优势。气体氮化目前帮助公司开发具有成本效益的组件。
  4. 近年来,这种表面处理方式的环境安全性得到了提高。随着计算机越来越多地控制炉子操作,精确调节生产参数的能力也提高了。与盐浴氮化法不同(盐浴氮化法有时会产生大量的有毒废物),高度控制的高效氨氮化法不会产生太多的环境清理问题。

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