عملیات حرارتی

عملیات نیتروکربوره کردن فریتی یک عملیات سخت کاری سطحی با عمق نسبتا زیاد است که می توان آن را در کوره های با اتمسفر کنترل شده و یا در کوره های با بستر روان انجام داد. لایه سخت شده بر روی ابزار به واسطه ترکیب نیتروژن، آمونیاک و گازهای هیدروکربنی با سطح ابزار ایجاد می شود و سختی این لایه حداقل ۷۰ HRC می باشد که بسیار مقاوم در برابر سایش

خواهد بود. عملیات سخت کاری در دمای نسبتا پایین ۶۰۰۱۲۰۰( F(316-469c اجرا می شود.

برای خواندن مقالات مربوطه در مورد شرایط بهینه سازی عملیات حرارتی کلیک نمایید.

نیترو کربوره کردن فریتی عملیات سخت کاری

در صورتی که این فرایند به صورت نرمال انجام شود ضخامت لایه سخت شده ۰,۰۰۳- ۰,۰۰۵ خواهد بود. با اجرای سیکل دو مرحله ای ضخامت لایه به0.08) in (mm 0.13 ۰.۱۰۰ – ۱۵, 0.38- 0.25) in افزایش می یابد. تغییرات ابعادی برای یک سیکل نرمال تقریبار(mm ۰,۰۰۰۱-۰۰۰۲,.5- برای هر) in طرف می باشد.

تمپرینگ برودتی عمیق (DCT)

در عملیات تمپرینگ برودتی عمیق یا DCT ابزارها و قالب ها در معرض دماهای به شدت پایین در حد F۳۰۰ (184C-) یعنی دمای نیتروژن مایع قرار داده می شوند. عملیات برودتی در دماهای ۱۲۰ (

می توانند یک عملیات برودتی خشک تحت کنترل را تدارک ببینند. به عبارت دیگر این فرایند بر اساس یک جدول زمانی دقیق از پیش تعیین شده اجرا می شود. سرعت سرد کردن، نگهداری در دمای فرایند و گرم شدن قطعه کار توسط کامپیوتر کنترل می گردد. مزیت اصلی این عملیات، بهبود مقاومت سایشی ابزارها است. این عملیات نه تنها بر روی سطح، بلکه در عمق قطعه کار نیز تاثیر دارد. بنابراین خواص ایجاد شده در ایزار، در اثر سنگ زنی و سایش سطح نیز از بین نمی رود. این خواص به علت تبدیل کامل آستنیت باقی مانده در فولاد به مارتنزیت و اشباع کاربیدهای ریزدانه که باعث افزایش استحکام و چقرمگی و ثبات ابعادی نیز می شود. طبق گزارشات تهیه شده، این عملیات سطحی باعث بهبود خواص کلی همه فولادهای ابزار DCT انجام می گیرد. تجهیزاتF (-84C

عملیات سخت کاری شده می شود (البته به جز فولادهای سخت شونده در آب) این فرایند بر روی ابزارهای کاربیدی،

فولادهای ریخته گری شده و چدنها نیز با موفقیت اجرا شده است.

یون نشانی با منبع پلاسما یا PSLL

یون نشانی با منبع پلاسما یک روش جدید است که در دمای پایین اجرا می شود و می تواند یک لایه سخت و مقاوم در برابر سایش بر روی سطوح قطعات با فرم های هندسی پیچیده به وجود آورد. قطعه کار در یک محفظه خلاء قرار می گیرد که در آن یک جریان پلاسما حاوی ماده پوشش برقرار شده است. قطعه کار به یک منبع ولتاژ قوی پالسی با بار منفی وصل می شود. در نتیجه یونها که بار مثبت دارند، به طرف سطح قطعه کار شتاب می گیرند و با سرعت به آن برخورد می کنند. نفوذ یونها به داخل لایه سطحی باعث تغییرات شیمیایی و ریز ساختاری در فولاد، متناسب با نوع پون جذب شده می شود.

روش Psll در واقع یک نوع پوشش کاری نیست، بلکه ترکیبی از بارورسازی فلز زیرساخت و یک لایه سطحی کامل شده می باشد. در واقع لایه سطحی و فولاد از زیرساخت، واحد و یکپارچه هستند. به علاوه روش PSII یک عملیات نیست بلکه ترکیبی از چند عملیات است که همگی در دمای محیط انجام می شوند.

نیتراسیون پونی

در عملیات نیتراسیون پونی نیز یک لایه سطحی نیتریدی سخت بر روی ابزار ایجاد می شود. درعملیات سخت کاری از تخلیه الکتریکی تابشی برای تولید یونهای نیتروژن و گسیل آنها به طرف سطح برای نفوذ در قطعه فلزی استفاده می گردد. این عملیات در واقع یک فرایند حرارتی شیمیایی است که در یک کوره خلاء و با به کارگیری انرژی الکتریکی قوی برای ایجاد یک جریان پلاسما، اجرا می شود. جریان پلاسما باعث جدایش مولکولها و شتاب دادن آنها به طرف سطح قطعه کار می گردد. این مولکولها در برخورد با سطح، باعث تمیز کردن آن و به وجود آمدن نیتروژن فعال برای نفوذ در سطح می شوند. عمیق نفوذ نیتروژن در فرایند نیتراسیون پونی .۰۰۵-۲۰,

in (mm 0.13-0.5

) و سختی سطحی حاصله در حدود ۶۰-HRC۶۵ خواهد بود.

561

لایه نیتروره شده، مقاوم به سایش، خستگی و خوردگی است و در برابر خراش نیز مقاومت عالی دارد. در صورتی که زبری میکروسکوپی این سطح کمی بیشتر باشد، با نگهداشتن مواد روانکار در خود، سطحی لغزنده به وجود می آورد. دمای اجرای این فرایند نسبتا پایین است(۳۷۱-C۶۴۹ معادل (۷۰۰-F۱۲۰۰ و نسبت به عملیات نیتراسیون معمولی، اعوجاج کمتری در قطعات به وجود می آورد.

رسوب دهی میکروپلاسما

البته رسوب دهی میکروپلاسما فرایندی برای ایجاد پوشش های سخت با ترکیبات متنوع بر روی ابزارها است که رایج ترین این پوشش ها از جنس تنگستن کاربید و کرم کاربید هستند. این فرایند، اسپری حرارتی پلاسما نیز نامیده می شود. در این عملیات عناصری که قرار است به عنوان پوشش استفاده شوند، به شکل پودر به درون یک جریان پلاسمای پر سرعت وارد شده، به فرم نیمه ذوب در می آیند و به طرف قطعه کار شتاب گرفته، با سرعت تقریبی ۸۰۰۰( ft/sec(2.4km/sec

به سطح ابزار برخورد می کنند. در حالت عادی ضخامت پوشش ۱,۰۰۱۵-۰,۰۰۰۵

( in (0.013-0.038mm

و سختی آن (برای پوشش های تنگستن کاربید و کرم کاربید) در حدود ۶۶ HRC می باشد

اگر چه مواد پوشش به صورت نیمه ذوب شده به قطعه کار برخورد می کنند، ولی دمای سطح در این فرایند فقط تا اگر چه مواد پوشش به صورت نیمه ذوب شده به قطعه کار برخورد می کنند، ولی دمای سطح در این فرایند فقط تا (C۶۶۰) افزایش می یابد. ابزارهای پوشش داده شده به این روش، بر اساس نیازهای مشتری، ممکن است با سطحی مات یا پولیش شده کامل عرضه شوند. قبل از اجرای این فرایند پوشش کاری، سطحی ابزار باید به روش سندبلاست با مواد خاصی، آماده سازی گردد.

کلام آخر

در این مقاله عملیات سخت کاری بررسی شده است.

منبع