Сирек жердегі азоттау процесінің қолдану жағдайы және даму тенденциясы

1980 жылдардың ортасынан бастап, өндірісте, әдетте, легирленген болаттан жасалған карбюрлеу және сөндіру процестерімен өңделген кейбір берілістер беріктігі жоғары, сондай-ақ жоғары жылдамдық, жоғары қуат және жоғары сенімділік талаптарына ие. Алайда, карбюризация мен сөндіруден кейінгі болаттың пішіні салыстырмалы түрде үлкен, сондықтан тісті тегістеу өңдеу сияқты келесі сатыларды қосу керек. Ілініспейтін тісті доңғалақты тісті тегістеу өңдеуіне қол жеткізу оңай емес. Сонымен қатар, соңғы жылдары аэроғарыш өнеркәсібінің қарқынды дамуы үлкен дәлдіктегі сақиналар мен жұқа қабырғалы бөлшектерді қолдануға ықпал етті. Қазіргі уақытта осы болат бөлшектерінің беткі өңдеуі көбінесе карбюризация және сөндіру процестерін қабылдайды, бұл сонымен қатар соңғы өңдеу мен қалыптау кезінде қиындықтар және сөндіруден кейінгі үлкен деформациялар проблемасы бар. Карбюрленген дайындамамен салыстырғанда, азоттағаннан кейінгі дайындаманың деформациясы аз, бұл жоғарыда аталған мәселелерді жақсы шеше алады.

Термиялық өңдеудің ең кең таралған екі процесі ретінде азоттау және карбюрлеу өз артықшылықтарына ие. Нитрлеуші ​​қабаттың тозуға төзімділігі карбюрленген қабатқа қарағанда жақсы, ал қаттылығы жоғары, бірақ технологиялық цикл карбюрленген қабатқа қарағанда ұзағырақ. Нитрлеу қабаты карбюрленген қабатқа қарағанда таяз (0.3 ～ 0.5мм), ал мойынтіректер мен соққы жүктемесі салыстырмалы түрде әлсіз. . Тәжірибелік зерттеулер көрсеткендей, терең азоттау (> 0.55мм) өңдеу карбюраторлық процесті ішінара алмастыра алады, сонымен қатар карбюрленген қабаттың соққыға төзімділігі мен көтергіштік қабілетін тиімді түрде жақсартады.

Сирек металдар химиялық термиялық өңдеуге қолданылғандықтан, отандағы және шетелдегі ғалымдар азоттау процесінде сирек жердің рөлі туралы көптеген зерттеулер жүргізіп, керемет нәтижелерге қол жеткізді. Яғни, азоттау процесіне сирек кездесетін жерді қосу инфильтрация қабатының инфильтрация жылдамдығы мен қаттылығын тиімді түрде арттыра алады. , Инфильтрация қабатын қалың етіп, құрылымын жақсарту, осылайша катализ бен микроқорытпаның қосарлы рөлі бар. Сирек кездесетін жерді азоттау технологиясының дамуы оның өзіндік ерекшеліктеріне байланысты, яғни электронды қабаттың ерекше құрылымы оны күшті химиялық белсенділікке ие етеді.

Нитрлеу процесіне сирек жер элементтерінің қосылуының көптеген артықшылықтары бар: біріншіден, ол азоттануды тездете алады; екіншіден, ол азоттау температурасын тиімді төмендете алады; үшіншіден, бұл жабдық пен дайындаманың арматурасының қызмет ету мерзімін едәуір арттыра алады; төртіншіден, ол бөлшектердің иілу шаршауын, жанасудың беріктігі мен тозуға төзімділігін және т.б. жақсарта алады, сондықтан қытайлық тісті азоттау кезінде сирек кездесетін элементтерді химиялық термиялық өңдеу процесіне енгізу процесті жаңа деңгейге көтеріп, айтарлықтай жақсарды өнімнің сапасы, сол арқылы халықаралық стандарттармен ерте интеграциялану және халықаралық бәсекеге қабілеттілікті арттыру.

1. Кәдімгі нитрлеу процесінің қолдану мәртебесі

Азоттау - кеңінен қолданылатын жер үсті химиялық термиялық өңдеу технологиясы. Нитрлеу процесінің мақсаты негізінен өзіндік қасиеттері мен дайындаманың көлемін өзгертпестен жоғары беттік қаттылықты алу болып табылады, сонымен бірге ол тозуға төзімділікті жақсартады және қажу мерзімін арттырады. . Басқа химиялық термиялық өңдеу процестері сияқты, азоттау процесі де азоттайтын ортаның ыдырауын, азоттайтын заттағы реакцияны, диффузияны, фазалық интерфейс реакциясын, темірдегі инфильтрацияланған азот элементінің диффузиясын және нитридтердің түзілуін қамтиды. Fe-N қорытпасының фазалық диаграммасына сәйкес азоттау температурасы негізінен 590 ° C-тан төмен (азоттың эвтектоидтық температурасы), ал азоттайтын қабат бетінен ішіне қарай ε фазасы мен α фазасын құрайды. Эпсилон фазасындағы азот атомдарының диффузия жылдамдығы ең баяу болғандықтан, азоттайтын қабат пайда болғаннан кейін эпсилон фазасы азот атомдарының ішке қарай диффузиялануына кедергі болатындай әсер етеді. Сондықтан қалыпты жағдайда азотталғаннан кейін азотталған қабаттың өсу қарқыны белгілі бір уақыт аралығында азаяды.
Сирек жерді азоттау процесі

2.1 Сирек жерді азоттау механизмі

Сирек жер - бұл лантанды элементтер мен скандий (Sc) және иттрий (Y) қоса алғанда 17 элементтің жиынтық термині. Бұл сирек жер элементтері салыстырмалы түрде белсенді және магний (Mg) мен алюминий (Al) арасында орналасқан. Ерекше сипаттамалары болғандықтан, ол көптеген салаларда кеңінен қолданылады. Сондай-ақ, оны термиялық өңдеу үдеткіші ретінде қолдануға және химиялық термиялық өңдеуде қолдануға болатындығы осы сипаттамаларға байланысты. Химиялық термиялық өңдеу кезінде лантан (La) және церий (Ce) көбінесе негізгі элементтер болып табылады, өйткені олар 4f электрондық қабат құрылымына ие және церий (Ce) -2.48, лантан (La) -2.52 сияқты 40f электронды қабат құрылымы және күшті химиялық электр тербелісі бар, сондықтан , оның химиялық қасиеттері салыстырмалы түрде белсенді, бұл өз кезегінде әртүрлі бейметалдармен жақсы химиялық синергия өндіруге мүмкіндік береді. Харбин технологиялық институтының ғалымдары ерекше электрондық құрылымы мен химиялық белсенділігі бар сирек жер элементтері болат бөлшектерінің бетіне ене алады деп санайды. Көптеген артықшылықтардың себебі: сирек кездесетін жер элементі болаттың бетіне енген кезде, атом радиусы темір атомына қарағанда шамамен XNUMX% үлкен болады, бұл қоршаған темір атомы торының бұрмалануын тудырады, бұрылыс ақаудың тығыздығын арттырады, яғни бұрмалану көбінесе жаңаларын тудырады. Кристалл ақаулары азот атомдарының адсорбциясы мен диффузиясына қолайлы, сондықтан интерстициалды атомдар бұрмалану аймағында байытылады. Сирек жер элементі болат бөлігінің бетіне енгеннен кейін, ол аз уақыт ішінде болаттың беткі қабатында азоттың жоғары концентрациясын түзеді, осылайша азоттың жоғары потенциалы мен концентрациясы градиентін түзеді, бұл азот атомдары ішке қарай диффузиялық болады жылдам, осылайша химиялық термиялық өңдеу процесін айқын етеді Инфильтрацияланған қабаттың құрылымын тездетіңіз және нақтылаңыз және инфильтратталған қабаттың жұмысын жақсартыңыз.

Автор сирек кездесетін жерді азоттау жылдамдығының едәуір артуы негізінен келесі себептерге байланысты деп санайды:

• Сирек жер элементтерінің инфильтрациясы ақаулардың тығыздығының көбеюіне әкеліп соғады, диффузиялық ағын J көбейеді, азот атомдарының берілу коэффициенті айтарлықтай артады.
• Сирек жер элементтерінің енуі Fe атомдық торының бұрмалануын тудырады, бұл беттің энергиясын жоғарылатады, сол арқылы интерстициальды N атомдарды ұстаудың адсорбция энергиясын арттырады.
• Бұрмалану аймағында N атомдарының көп мөлшерде байытылуы азоттың концентрация айырмашылығын жоғарылатады, химиялық энергияны күшейтеді және диффузия жылдамдығын жеделдетеді.

2.2. Сирек кездесетін жерді азоттаудың сипаттамалары

Нитрлеу кезінде сирек жердің каталитикалық әсері карбюризацияға қарағанда әлдеқайда көп, бұл сирек жерді азоттаудың маңызды сипаттамасы болып табылады. Себебі, азоттау температурасы әдетте α-Fe фазалық аймағында болады, ал сирек кездесетін элементтердің фазалық аймаққа енуіне төзімділігі γ-Fe фазалық аймаққа қарағанда әлдеқайда аз; сонымен қатар сирек кездесетін жер инфильтрациясының мөлшері инфильтрация әсеріне әсер ететін негізгі фактор болып табылады. . Жалпы алғанда, инфильтрацияның көп мөлшері инфильтрацияға жақсы әсер етеді, ал азоттану кезінде сирек кездесетін жердің инфильтрация мөлшері карбюрлеу кезінде қарағанда көп болады, сондықтан нитрлеу кезінде инфильтрация әсері жақсы болады.

Нитридтің азотталған қабаттағы таралуы мен морфологиясы нитрлеу қабатының қаттылығының кілті болып табылады. Нитрид диспергирленген және таралған кезде қаттылық жоғары болады, керісінше қаттылық төмен болады. Кәдімгі нитрлеу процесінде қабыршақталған нитрид өндіріледі, ал нитрид ата-ана фазасымен когерентті немесе жартылай когерентті болады. Температура жоғарылаған сайын нитридтер жинақталып, үлкейе береді, ата-аналық фазадан дезолюбилизацияланады, ал қаттылық күрт төмендейді.

Сирек жерді азоттау процесінде сирек жердің инфильтрациясы нитридтің дисперсті және біркелкі емес таралу күйін тудырады, сондықтан бос энергия күрт көтеріліп, аралық N атомдары үшін тұзаққа айналады. Бұл кезде метотабельді Коттеллдің ауа массасы түзілуі мүмкін, ол ондағы энергияны азайта алады. Нитридтердің түзілуі сирек кездесетін элементтерді ядро ​​ретінде алады және олардың таралуы ұсақ дисперсті болады. Сонымен қатар, ол диффузиялық квазисфералық жауын-шашын ұсынады, осылайша тамырға ұқсас құрылымның пайда болуына жол бермейді, сондай-ақ нитридтің астық шекарасы бойынша бөлінуіне жол бермейді. Сонымен қатар, белгілі бір температура шегінде нитридтің морфологиясы өзгермейді және оның таралуы да өзгермейді. Кәдімгі азоттау технологиясымен салыстырғанда сирек кездесетін жерді азоттау технологиясы нитрид қабатының қаттылығын жоғарылатады және сынғыштықты 0 ~ 1 деңгейінде ұстап тұруға болады.

2.3. Сирек кездесетін жерді азоттау процесінің талаптары

Сирек кездесетін жерді азоттау азоттайтын қабаттың жоғары қаттылығына тән. Осы сипаттамаға сәйкес азоттау температурасын 10-дан 20 ° С-қа дейін арттыруға болады, осылайша азоттау жылдамдығының жоғарылауына ықпал етеді. Көптеген эксперименттердің нәтижелері бойынша бірдей температурада сирек кездесетін жерді азоттау тек инфильтрация жылдамдығын 15% -дан 20% -ға дейін арттыра алатындығын анықтауға болады, бірақ температураны 20 ° С-қа көтергеннен кейін инфильтрация жылдамдығы айтарлықтай арттыруға болады. Сонымен қатар, кәдімгі азоттау технологиясына ұқсас сирек кездесетін жерді азоттау азоттаудың аммиактың ыдырау жылдамдығын ақылға қонымды шектерде басқаруы керек, яғни азоттың жоғары потенциалы (Np) бастапқы кезеңде қолданылуы керек, содан кейін біртіндеп азайтылады. Әдетте, өзгермелі температура және азоттау потенциалы бар екі ұшты бақыланатын атмосфералық азоттау процесі қабылданады, ал аммиактың ыдырау жылдамдығы бастапқы кезеңде азаяды, азоттау жылдамдығы талаптарына сай азот потенциалы көбейтіледі, бұл айтарлықтай артады бұл.

2.4. Сирек кездесетін жерді азоттаудың экономикалық тиімділігі және энергияны үнемдеу

Әдеттегі азоттау процедурасын қолдана отырып, жалпы легирленген құрылымдық болат, егер қабат 0.3 мм қажет болса, ұстау уақыты әдетте 30 сағаттан асады. Инфильтрация қабаты 0.6 мм қажет болғанда, жылуды сақтау уақыты 90 сағаттан асады. Сирек жердегі азоттау катализаторға қосылғаннан кейін, қалыпты қорытпалы құрылымдық болаттан 0.3 мм инфильтрация қабаты қажет болғанда, егер циклдік қыздыру оқшаулау азоттау процесін бірдей температуралық жағдайда қолдануға болатын болса, ұстау уақыты тек 14 сағатты құрайды. Кәдімгі азоттау технологиясымен салыстырғанда жылуды сақтау уақыты 16 сағатқа қысқарады және уақыттың 53% -ы үнемделеді. Сондықтан ол электр қуатын 40% үнемдеуге, аммиакты тұтынуды шамамен 35% азайтуға және пайдаланылған газдар шығарындыларын шамамен 35% азайтуға мүмкіндік береді. Ену қабаты 0.6 мм қажет болған кезде жылуды сақтау уақыты шамамен 40% қысқаруы мүмкін.

Қытай - машиналар жасайтын, негізінен станок жасау, желден қуат беру, аэроғарыштық қондырғылар, зең жасау және басқа салаларда газды азоттандыруды қолданатын мыңдаған компаниялары бар ірі машина жасаушы ел. 3000 кВт-тық азотты пештер (75 кВт есептелген) жылына 100 рет жұмыс істейтін болады деп есептелінеді, ал 25 сағатқа қосылған әр қуат жылына 5.625 × 108 кВт / с электр энергиясын жұмсайды. Сирек кездесетін жерді су өткізетін затты қолдану арқылы сіңу жылдамдығы 40% жоғарылап, электр қуаты 2.250 × 108 кВт • сағ үнемделеді, бұл 90,000 2 тонна стандартты көмірге тең және CO80,000 шығарындыларын XNUMX XNUMX тоннаға азайтады. Сондықтан, егер бүкіл сала азоттандыру процесінде сирек кездесетін жердің инфильтрация технологиясын қолданса, «энергия үнемдеу және шығарындыларды азайту» тиімділігі жоғары болады.

3. Сирек кездесетін жерді азоттау технологиясының дамуы

3.1. Сирек кездесетін жерді азоттаудың маңызы

Соңғы жылдары энергияның әлемдік бағасының жалпы көтерілуімен Қытайдың экономикалық дамуы орасан зор мәселелерге тап болды. Осы себепті инновациялық және энергия үнемдеуші ел құруды және тұрақты экономикалық даму мақсатына жетуді ұсынды және энергия шығынын азайту, энергияны үнемдеу және шығарындыларды азайту бойынша тиісті шаралар қабылдады. Өмірді тиімді ұзартуға қол жеткізуге байланысты саясат. Сирек жерді азоттау процесінің алдын-ала сынағына сәйкес сирек кездесетін жерді катализдейтін инфильтрация газды азоттау уақытын едәуір қысқартып, әртүрлі болат материалдары үшін әр түрлі катализденетін эффекттер көрсете алатындығы белгілі, әдетте оны шамамен 30% -дан 60-қа дейін қысқартуға болады. %, ал бетінің қаттылығы да төмен. Дәстүрлі нитридпен салыстырғанда ол 50 ～ 150HV жоғарылатуы мүмкін. Алдын-ала есептеулер көрсеткендей, бұл технологияны қолдану электр энергиясын тұтынуды айтарлықтай төмендетеді, ол электр қуатын тұтынуды 30% -дан 40% -ға дейін төмендетеді, азоттанатын газ шығарындыларын азайтады, жұмыс уақытын қысқартады және жұмыс тиімділігін арттырады деп күтілуде. Сонымен бірге болат бөлшектерінің сапасы едәуір жақсарады, тозуға төзімділігі едәуір артады, беткі тозуға төзімділігі едәуір артады, беріктігі мен қаттылығы белгілі бір шектерде артады, тиімді пайдалану және ұзақ қызмет ету . Сирек жерді азоттау технологиясы Қытайдың азоттау процесінің дамуына ықпал етеді.

3.2 Сирек кездесетін жерді азоттаудың болашағы

Нитрлеу процесі бөлшектердің беткі қаттылығын жақсарту, бөлшектердің тозуға төзімділігін жақсарту, коррозияға және шаршағыштыққа төзімділікті жақсарту сипаттамаларына ие. Оны көгеру өндірісінде және электр машиналарын жасау саласында кеңінен қолдануға болады. Азоттау механикалық өңдеудегі таптырмайтын процесс, дегенмен азоттау процесінде жедел шешуді қажет ететін кейбір мәселелер бар. Мысалы, процесс уақыты тым ұзақ. Мысал ретінде 0.5 мм қабатты алып, 50 сағатты алады. Егер қосалқы уақыт қосылса, есептеуді қосқанда, оны өңдеу уақыты 3-тен 4 күнге дейін жетеді. Демек, бұл көптеген адам-сағаттарды, электр энергиясын тұтынуды және аммиакты ысырап етеді. Осы себепті азоттау процесі туралы болашақ зерттеулердің бағыты келесі аспектілерге бағытталуы керек: бірі азоттау уақытын қысқарту; екіншісі - инфильтрация қабатын тереңдету; үшіншісі - энергия шығынын азайту; төртіншісі - жасыл экономиканы дамыту бағытына көшу.

Қытайдың сирек кездесетін жер ресурстары мен сирек кездесетін жерді азоттау процесінің көптеген артықшылықтарын ескере отырып, өнеркәсіптік дамудың артықшылықтары мен экономикалық тиімділіктерін қалыптастыру үшін ресурстар мен технологияның артықшылықтарын толық ойнату үшін технологиялық инновациялар мен жылжуларды қолдану керек.

Материалтану мен технологияны зерттеушілер сирек кездесетін жерді азоттау процесінің жаңашылдығы мен алға жылжуын зерттеудің басты бағыты ретінде қабылдап, оның ішкі заңдылықтары мен азоттау механизмі туралы тереңірек талқылау жүргізуі керек. Жоғары тиімділікті сирек жер катализаторларын зерттеу мен әзірлеуді үнемі жүргізіп отырыңыз және қарапайым азоттау процесін сирек кездесетін жерді азоттау процесіне толық ауыстыруды жүзеге асырыңыз, осылайша энергия үнемдеу, шығарындыларды азайту, тұтынуды азайту және тиімділік арттыру және өмірді ұзарту.

Қайта басып шығару үшін осы мақаланың көзі мен мекен-жайын сақтаңыз: Сирек жердегі азоттау процесінің қолдану жағдайы және даму тенденциясы

Минге Қалып құю компаниясы Құюға арналған бөлшектерді өндіруге және сапалы және жоғары сапалы жұмыс істеуге арналған (металдан жасалған құю бөлшектерінің қатарына негізінен кіреді) Жіңішке қабырғадағы кастинг,Кастингтің ыстық камерасы,Суық палата Кастинг), Дөңгелек қызмет (Die Casting Service,Cnc өңдеу,Көгеру, Кез-келген тапсырыс бойынша алюминийден құйылатын құю, магний немесе Zamak / мырыш матрицалық құю және басқа да құю талаптары бізбен байланысуға қош келдіңіз.

ISO9001 және TS 16949 бақылауымен барлық процестер жарылыс машиналарынан бастап Ultra Sonic кір жуғыш машиналарына дейінгі жүздеген озық құю машиналары, 5 білікті машиналар және басқа қондырғылар арқылы жүзеге асырылады. тапсырыс берушінің дизайнын жүзеге асыру үшін тәжірибелі инженерлер, операторлар мен инспекторлар тобы.

Материалдық құю өндірісінің келісімшарт өндірушісі. Мүмкіндіктерге 0.15 фунттан суық камералы алюминий матрицалық құю бөлшектері кіреді. 6 фунтқа дейін, жылдам өзгерту және өңдеу. Қосымша құнға қызметтерге жылтырату, дірілдеу, реңктерді жою, оқпен жару, бояу, қаптау, қаптау, құрастыру және құрал-саймандар жатады. 360, 380, 383 және 413 сияқты қорытпалармен жұмыс жасайтын материалдар.

Мырыш құюды жобалауға көмек / бір уақытта инженерлік қызметтер. Дәлдікті шығаратын мырыш құю өндірісінің тапсырыс берушісі. Миниатюралық құймалар, жоғары қысымды матрицалық құймалар, көп сырғымалы қалыптар құймалары, әдеттегі қалыптарға арналған құймалар, қондырғылар мен тәуелсіз матрицалық құймалар және қуыс тығыздалған құймалар дайындалуы мүмкін. Құймаларды ұзындығы мен ені бойынша 24 дюймге дейін +/- 0.0005 дюймге дейін дайындауға болады.  

ISO 9001: 2015 сериялы магний өндірушісі сертификатталған өндіруші, Мүмкіндіктерге 200 тоннаға дейін ыстық камераға және 3000 тонна суық камераға дейін жоғары қысымды магний құймаларын құю, инструменттерді жобалау, жылтырату, қалыптау, өңдеу, ұнтақ және сұйық бояу, CMM мүмкіндіктері бар толық QA жатады. , құрастыру, орау және жеткізу.

ITAF16949 сертификатталған. Қосымша кастинг қызметі қосылады инвестициялық құю,құм құю,Гравитациялық құю, Жоғалған көбік құю,Орталықтан тепкіш құю,Вакуумдық құю,Тұрақты құйма құю, .Қабілеттерге EDI, инженерлік көмек, қатты модельдеу және қайталама өңдеу жатады.

Casting Industries Бөлшектер үшін кейс-стади: Автомобильдер, велосипедтер, авиация, музыкалық аспаптар, суда жүзу құралдары, оптикалық құрылғылар, датчиктер, модельдер, электронды құрылғылар, қоршаулар, сағаттар, машиналар, қозғалтқыштар, жиһаз, зергерлік бұйымдар, әшекейлер, телеком, жарық беру, медициналық құрылғылар, фотографиялық құрылғылар, Роботтар, мүсіндер, дыбыстық жабдықтар, спорттық жабдықтар, құрал-саймандар, ойыншықтар және т.б. 

Әрі қарай сізге не көмектесе аламыз?

For Басты бетке өтіңіз Құю Қытай

By Minghe Die құю өндірушісі | Санаттар: Пайдалы мақалалар |материал Tags: Алюминий құю, Мырыш құю, Магний құю, Титан құю, Тот баспайтын болаттан құю, Жезден құю,Қола құю,Бейнені трансляциялау,Компания тарихы,Алюминийден құю Пікірлер өшірулі