سخت شدن کیس چیست و چگونه کار می کند?

1. خلاصه اجرایی

سخت شدن مورد باعث ایجاد نازکی می شود, لایه سطحی بسیار سخت ("مورد") در یک سخت تر, هسته انعطافی. این ترکیبی از مقاومت در برابر سایش و خستگی با یک هسته انعطاف پذیر است که در برابر ضربه مقاومت می کند.

استفاده های معمولی چرخ دنده ها هستند, شفت, بادامک, پین و بلبرینگ. دستیابی به عملکرد عملکردی عالی یک کار مهندسی است (متالورژی, کنترل فرآیند, مدیریت تحریف, بازرسی).

ساخت قسمت عالی نگاه کنید نیاز به برنامه ریزی دارد: محل و نحوه تولید نهایی را کنترل کنید, جلا و سنگ زنی توالی نسبت به عملیات حرارتی, و با یک سطح محافظتی و تزئینی مناسب به پایان برسانید (به عنوان مثال, رنگ های مزاج کنترل شده, اکسید سیاه, پی وی پی, لاک).

2. سخت شدن مورد چیست?

سخت شدن (همچنین خوانده می شود سخت شدن سطح) خانواده فرآیندهای متالورژیکی است که سختی تولید می کند, لایه سطحی مقاوم در برابر سایش - مورد - در یک قسمت در حالی که ترک نسبتا نرم است, داخلی شکل پذیر - هسته.

هدف ترکیب کردن است سختی سطح بالا و مقاومت در برابر سایش/خستگی با چقرمگی هسته و مقاومت در برابر ضربه, ارائه مولفه هایی که در برابر آسیب های سطحی مقاومت می کنند، بدون اینکه شکننده شوند.

مفاهیم اصلی

• سطح سخت (مورد): یک منطقه نازک (معمولاً از دهم میلی متر تا چند میلی متر) مهندسی شده تا سخت باشد (به عنوان مثال, 55-64 HRC برای مارتنزیت کربوره یا 700-1200 HV برای نیتریدها).
• هسته انعطاف پذیر: مواد حجیم نسبتاً نرم و سخت برای جذب ضربه ها و جلوگیری از شکستگی شکننده فاجعه بار باقی می مانند..
• انتقال تدریجی: یک گرادیان سختی کنترل شده از سطح به درون هسته (یک رابط ناگهانی نیست) برای بهبود انتقال بار و عمر خستگی.
• درمان موضعی: سخت شدن کیس را می توان برای کل قطعات یا به صورت انتخابی در مناطق عملکردی اعمال کرد (مجلات بلبرینگ, دندانه های چرخ دنده, چهره های تماس).

3. فرآیندهای متداول سخت شدن مورد

در زیر، فن‌آوری‌های اصلی سخت‌سازی مورد را که در عمل مهندسی با آن‌ها مواجه خواهید شد، شرح می‌دهم.

کربوهلینگ (گاز, انواع وکیوم و بسته بندی)

مکانیزم: کربن در دمای بالا به سطح فولاد پخش می شود تا محتوای کربن نزدیک به سطح را افزایش دهد.; سپس قطعه خاموش می شود تا یک محفظه مارتنزیتی تشکیل شود و برای دستیابی به ترکیب مورد نیاز از سختی و چقرمگی حرارت داده می شود..

انواع مختلف & شرایط:

• گاز کربوهلینگ (استاندارد صنعتی): در اتمسفر هیدروکربنی کنترل شده انجام می شود (گاز گرماگیر یا مخلوط گاز طبیعی) در حدود 880-950 درجه سانتیگراد.
  پتانسیل کربن و زمان خیساندن عمق مورد را تعیین می کند; عمق مورد موثر عملی معمولاً از 0.3 MM به 2.5 میلی متر برای بسیاری از اجزاء; سختی سطح پس از خاموش کردن/تمپر معمولا 58-62 HRC برای مارتنزیت با کربن بالا.
• خلاء (کم فشار) کربوهلینگ: از تزریق هیدروکربن در کوره خلاء استفاده می کند, اغلب در 900-1050 درجه سانتیگراد با خاموش کردن گاز فشار بالا بعدی.
  از مزایای آن می توان به حداقل اکسیداسیون / مقیاس اشاره کرد, کنترل کربن عالی و اعوجاج باقیمانده کمتر; این مسیر در جایی که ظاهر سطحی و تلرانس های محکم مورد نیاز است مورد علاقه است.
• بسته (محکم) کربوهلینگ: روش فروشگاه قدیمی تر با استفاده از پودرهای کربنی در 900-950 درجه سانتیگراد; هزینه سرمایه کمتر اما کنترل و تمیزی ضعیف‌تر - برای قطعات حیاتی ظاهری مناسب‌تر است.

جوانب: می تواند نسبتا عمیق تولید کند, موارد مارتنزیتی سخت; به خوبی درک شده و برای تولید متوسط ​​تا بزرگ مقرون به صرفه است.
منفی: خاموش شدن از دمای بالا باعث تنش حرارتی قابل توجه و اعوجاج بالقوه می شود; اکسیداسیون و پوسته پوسته شدن سطح باید مدیریت شود (به ویژه در گازهای معمولی یا کربورسازی پک).

کربن سازی

مکانیزم: انتشار ترکیبی کربن و نیتروژن به سطح در دمایی که عموماً کمتر از کربن‌سازی است, به دنبال آن خاموش کردن و خلق و خوی.
نیتروژن سختی سطح را افزایش می دهد و ممکن است مقاومت در برابر سایش و خراش را نسبت به مواردی که فقط کربوره شده اند بهبود بخشد.

شرایط: دمای معمولی فرآیند هستند 780-880 درجه سانتیگراد; اعماق کیس موثر کمتر از کربوریزه شدن است, معمولاً 0.1-1.0 میلی متر, و سختی های سطحی پس از فرونشاندن/تمپر کردن در اطراف 55-60 HRC برای فولادهای مناسب.

جوانب: چرخه های سریع تر و خواص سایش ماشینی خوب; سخت تر تولید می کند, کیس غنی شده با نیتروژن برای سایش ساینده یا چسب مفید است.
منفی: محدودیت های عمق کمتر مورد استفاده تحت تنش های تماسی بالا; کنترل فرآیند (خلوص جو, سطح آمونیاک) برای جلوگیری از لایه های ترکیبی نامطلوب یا بی نظمی رنگ بسیار مهم است.

نیتیدر (گاز, پلاسما/یون, و حمام نمک)

مکانیزم: نیتروژن در دمای نسبتاً پایین به فولاد نفوذ می کند و نیتریدهای سخت را تشکیل می دهد (به عنوان مثال, FeN, CRN, AlN) در یک منطقه انتشار; نیازی به خاموش کردن نیست زیرا فرآیند معمولاً در زیر دمای آستنیته انجام می شود.

نتیجه سخت است, سطح مقاوم در برابر سایش با اعوجاج بسیار کم.

انواع مختلف & شرایط:

• گاز نیتیدر: انجام شده در 480-570 درجه سانتی گراد در یک جو مبتنی بر آمونیاک; عمق کیس معمولا 0.05-0.6 میلی متر (منطقه انتشار), با سختی سطح اغلب در 700-1200 HV محدوده بسته به شیمی فولاد و زمان.
• پلاسما (یون) نیتیدر: از تخلیه درخشندگی کم فشار برای فعال کردن نیتروژن استفاده می کند; یکنواختی برتر را ارائه می دهد, کنترل بهتر ترکیب (سفید) لایه, و سطح تمیز - مزایایی برای قطعات زیبایی شناختی.
  دماهای معمولی هستند 450-550 درجه سانتیگراد با تعصب قابل تنظیم برای تنظیم سطح پرداخت.
• نیتروژن حمام نمک / نیتروکربورسازی (به عنوان مثال, تنیفر, ملونیت): حمام های شیمیایی فعال در ~560-590 درجه سانتیگراد ویژگی های سایش و خوردگی خوبی ایجاد می کند، اما نیاز به مدیریت دقیق محیطی و زباله دارد.

جوانب: اعوجاج حداقل, عملکرد عالی خستگی و سایش, مقاومت در برابر خوردگی در بسیاری از موارد بهبود یافته است, و جذاب, پایان های ثابت (به ویژه نیتریدینگ پلاسما).
منفی: لایه انتشار نسبتاً نازک است; فولادها باید حاوی عناصر تشکیل دهنده نیترید باشند (با هم, کلوچه, حرفهای, از) برای بهترین نتایج; لایه های ترکیبی مضر ("لایه سفید") اگر پارامترها کنترل نشوند می توانند شکل بگیرند.

سخت شدن القاء

مکانیزم: القای الکترومغناطیسی با فرکانس بالا به سرعت یک لایه سطحی را تا دمای آستنیته گرم می کند.; خاموش کردن سریع (آب یا پلیمر) لایه گرم شده را به مارتنزیت تبدیل می کند.
زیرا گرمایش محلی و بسیار سریع است, سخت شدن را می توان به صورت انتخابی اعمال کرد و زمان چرخه کوتاه است.

پارامترهای معمولی: دمای سطح اغلب در محدوده 800-1100 درجه سانتیگراد برای زمان های کوتاه (ثانیه), با عمق مورد کنترل شده توسط فرکانس و زمان—از 0.2 میلی متر تا چند میلی متر. سختی سطح معمولا 50-65 HRC بسته به فولاد و خاموش کردن.

جوانب: سخت شدن بسیار موضعی (یاتاقان, پهلوهای دنده, مجلات), توان عملیاتی بسیار بالا, کاهش انرژی چرخه, و کاهش اعوجاج کلی نسبت به کوئنچ تمام قسمت اگر به درستی ثابت شود.
منفی: نیاز به هندسه سازگار با سیم پیچ های القایی دارد; گرمای بیش از حد لبه یا فلاش می تواند باعث تغییر رنگ شود; محدودیت در حداقل ضخامت دیواره و سختی پذیری موثر فولاد انتخابی.

سخت شدن شعله

مکانیزم: حرارت دادن سطح توسط شعله اکسی-سوخت تا دمای آستنیته و سپس خاموش کردن.
یک تکنیک نسبتاً ساده با قابلیت تعمیر میدانی که سخت شدن القایی را تقلید می کند اما از شعله به عنوان منبع گرما استفاده می کند..

شرایط معمولی: گرمایش سطح به ~800-1000 درجه سانتیگراد بلافاصله پس از خاموش کردن; عمق مورد اغلب 0.5-4 میلی متر بسته به گرمای ورودی و خاموش کردن.

جوانب: انعطاف پذیر برای تعمیرات بزرگ یا صحرایی, نیاز به تجهیزات کم سرمایه.
منفی: کاربرد گرمای یکنواخت کمتر نسبت به القایی; ریسک مقیاس بالاتر, اکسیداسیون و تغییر رنگ بصری; مهارت بیشتر مورد نیاز برای دستیابی به نتایج زیبایی شناختی ثابت.

فرآیندهای نیتروکربورسازی فریتی و ترموشیمیایی در دمای پایین

مکانیزم: غنی سازی سطح در دمای پایین نیتروژن و کربن در حالی که فولاد در حالت فریتی است (زیر A1), تولید یک لایه ترکیب سخت و ناحیه انتشار بدون تغییر ساختار توده.

سیستم های معمولی: حمام نمک فریتی nitrocarburizing یا انواع گاز در ~560-590 درجه سانتیگراد لایه های سخت کم عمق با بهبود سایش و مقاومت در برابر خوردگی و اعوجاج کم ایجاد می کند.

جوانب: ثبات ابعادی عالی, مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته و روکش مات تیره مشخصه که برای ظاهر مفید است.
منفی: نگرانی های زیست محیطی با حمام های نمک خاص (فرآیندهای سازگار با محیط زیست را انتخاب کنید) و عمق مورد محدود.

پوشش های سخت نازک (پی وی پی, CVD, DLC) - موارد انتشار نیست، اما اغلب با سخت کردن مورد استفاده می شود

مکانیزم: رسوبات بخار فیزیکی یا شیمیایی بسیار نازک است, لایه فوق العاده سخت (قلع, CRN, تیک, DLC) روی یک بستر.
اینها موارد انتشار نیستند; آنها به جای انتقال متالورژی درجه بندی شده بر چسبندگی و مکانیک لایه نازک متکی هستند..

ویژگی های معمولی: ضخامت پوشش معمولاً چند میکرومتر است; سختی در هزاران HV; از نظر بصری قابل توجه (قلع طلا, DLC سیاه) و عملکرد سایش/تریبولوژیکی عالی.

جوانب: پرداخت های تزئینی عالی و مقاومت در برابر سایش اضافی; سازگار با بسترهای نیترید شده برای بهبود چسبندگی و رفتار خستگی.
منفی: پوشش‌ها نازک هستند - در جایی که نیاز به خستگی تماسی یا مقاومت در برابر سایش عمیق است، نیاز به یک کیس انتشار را جایگزین نمی‌کند - چسبندگی به آماده‌سازی سطح و شرایط زیرلایه بستگی دارد..

4. مناسب بودن و انتخاب مواد

5. استراتژی های کلیدی برای بهینه سازی ظاهر سطوح سخت شده

دستیابی به یک "نگاه عالی" نیاز به یک رویکرد سیستماتیک دارد که یکپارچه شود آماده سازی قبل از درمان, کنترل پارامتر فرآیند, اتمام پس از درمان, وت پیشگیری از نقص.

هر مرحله به طور مستقیم بر زیبایی سطح و عملکرد عملکردی تأثیر می گذارد.

قبل از درمان: بنیاد یکنواختی زیبایی شناختی

آلاینده های سطحی (روغن, چرب کردن, زنگ زدن, اندازه) و عیوب مادی (تخلخل, خراش) در طول سخت شدن کیس تقویت می شوند, منجر به رنگ ناهموار, مقیاس بندی, یا خرابی پوشش.
مراحل قبل از درمان باید تمیز بودن را تضمین کند, سطح یکنواخت:

• چربی زدایی و پاکسازی: از تمیز کردن اولتراسونیک استفاده کنید (با مواد شوینده قلیایی) یا بخار زدایی (با تری کلرواتیلن) برای پاک کردن روغن و گریس.
  از پاک کننده های شیمیایی که بقایایی باقی می گذارند خودداری کنید (به عنوان مثال, محلول های مبتنی بر کلرید), که باعث ایجاد حفره در طی عملیات حرارتی می شوند.
  طبق ASTM A380, سطح باید دارای روکش بدون آب باشد (بدون مهره زدن) بعد از تمیز کردن.
• سنگ زنی و صیقل دادن: برای بخش های زیبایی شناختی- انتقادی, سنگ زنی دقیق (زبری سطح Ra ≤ 0.8 μM) و صیقل دادن (ra 0.2 μM) خراش ها را بردارید, علائم ابزار, و بی نظمی سطحی.
  این امر جذب و انتشار یکنواخت گرما را در طول سخت شدن کیس تضمین می کند, جلوگیری از تغییر رنگ موضعی.
• شات بلاست/ترشی: انفجار شات (با دانه های شیشه ای یا اکسید آلومینیوم) زنگ زدگی و رسوب را از بین می برد, بهبود چسبندگی سطح برای پس از درمان.
  ترشی (با اسید هیدروکلریک رقیق) برای پوسته‌گیری سنگین استفاده می‌شود، اما برای جلوگیری از حکاکی سطح باید خنثی‌سازی شود.

پایان پس از درمان: افزایش زیبایی شناسی و عملکرد

پس از درمان، سطح سخت شده را به یک پوشش بصری جذاب تبدیل می کند، در حالی که خواص عملکردی را حفظ یا افزایش می دهد. (پوشیدن, مقاومت در برابر خوردگی).

انتخاب روش تکمیل به فرآیند پایه بستگی دارد, مادی, و نیازهای زیبایی:

تکمیل مکانیکی

• جلا دادن: برای قطعات کربن دار یا سخت شده القایی, پرداخت متوالی (ساینده های درشت تا ریز: 120 شن → 400 شن → 800 چاک) به پایان آینه ای دست می یابد (ra 0.05 μM).
  از ساینده های الماسی برای سطوح سخت استفاده کنید (HRC ≥ 60) برای جلوگیری از خراشیدن. پرداخت پس از نیترید کردن باعث افزایش رنگ قهوه ای طلایی و بهبود مقاومت در برابر خوردگی می شود.
• ایجاد کننده: از چرخ پنبه ای یا نمدی با ترکیبات پولیش استفاده کنید (اکسید آلومینیوم, اکسید کروم) برای ایجاد یک روکش براق.
  بافینگ برای قطعات تزئینی ایده آل است (به عنوان مثال, تریم خودرو, بست های جواهرات) اما ممکن است سختی سطح را کمی کاهش دهد (توسط 2-5 HRC).
• شلی: برای غیر براق, روکش های مات, شات پینینگ با مهره های شیشه ای ظریف (0.1-0.3 میلی متر) بافتی یکنواخت ایجاد می کند و در عین حال قدرت خستگی را بهبود می بخشد. زبری سطح را می توان بین Ra 0.4-1.6 میکرومتر کنترل کرد.

تکمیل شیمیایی و الکتروشیمیایی

• روکش اکسید سیاه: همچنین به عنوان آبی شناخته می شود, این فرآیند یک نازک را تشکیل می دهد (0.5-1.5 میکرومتر) اکسید آهن سیاه (fe₃o₄) فیلم روی سطح. با قطعات کربوره و نیترید سازگار است, ارائه یک روکش سیاه یکنواخت با مقاومت در برابر خوردگی خفیف.
  روند (ASTM D1654) از محلول قلیایی داغ استفاده می کند (135-145 ℃) و برای افزایش زیبایی و محافظت در برابر خوردگی نیاز به روغن کاری دارد.
• آبکاری: آبکاری (کروم سخت, کروم تزئینی) یا آبکاری نیکل را می توان پس از سخت شدن مورد اعمال کرد تا براقی ایجاد شود, پایان مقاوم در برابر خوردگی.
  اطمینان حاصل کنید که سطح بدون رسوب و تخلخل است (از طریق پیش پرداخت) برای جلوگیری از نقص آبکاری (حباب زدن, لایه برداری). روکش کروم تزئینی با سختی ویکرز 800-1000 HV به روکش آینه ای دست می یابد..
• پوشش های تبدیل شیمیایی: فسفرینگ (فسفات روی, فسفات منگنز) یک لایه کریستالی خاکستری یا سیاه تشکیل می دهد که چسبندگی رنگ را بهبود می بخشد.
  برای قطعاتی که به زیبایی و مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارند استفاده می شود (به عنوان مثال, اجزای ماشین آلات).
  آندایزینگ برای قطعات نیترید شده از جنس استنلس استیل مناسب است, تولید طیف رنگی (رنگ آبی, سیاه, طلا) از طریق اکسیداسیون الکترولیتی.

فن آوری های پوشش برای زیبایی شناسی پیشرفته

• رسوب بخار فیزیکی (پی وی پی): روکش های PVD (قلع, تیک, CRN) از طریق رسوب خلاء اعمال می شوند, تولید نازک (2-5 میکرومتر), سخت, و فیلم های بصری سازگار.
  TiN یک روکش طلایی ارائه می دهد (محبوب در ابزارهای برش و سخت افزارهای لوکس), در حالی که CrN پوشش خاکستری نقره ای را ارائه می دهد. PVD با قطعات نیترید شده سازگار است و زیبایی و مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهد.

  

• رسوب بخار شیمیایی (CVD): پوشش های CVD (کربن مانند الماس, DLC) یک روکش مشکی مات یا براق با سختی استثنایی ایجاد کنید (HV ≥ 2000) و مقاومت در برابر خوردگی.
  آنها برای قطعات با کارایی بالا ایده آل هستند (به عنوان مثال, اجزای هوافضا) اما نیاز به پردازش در دمای بالا دارند (700-1000 ℃), که ممکن است خواص هسته قطعات سخت شده را تحت تاثیر قرار دهد.

6. نقص مشترک, علل ریشه ای, و پیشگیری

7. ملاحظات طراحی زیبایی شناختی برای اجزای سخت شده

یک قطعه سخت شده از نظر بصری، محصول طراحی یکپارچه است, انتخاب فرآیند و تکمیل - نه یک فکر بعدی.

سازگاری فرآیند را برای تطبیق رنگ مشخص کنید

اگر قرار است قطعات با هم دیده شوند (مجموعه دنده, کیت های بست, مجامع), به همان مسیر سخت شدن و پس از درمان در سراسر مجموعه نیاز دارند.

نیتریدینگ پلاسما به دنبال آن پس از اتمام مشخص (اکسید سیاه, لاک شفاف یا PVD) زنگ های بسیار تکرارپذیر تولید می کند;

اختلاط فرآیندهای اساسا متفاوت (به عنوان مثال کربورسازی در یک قسمت و نیتراسیون در قسمت دیگر) دستیابی به پاسخ رنگ و سطح ثابت را دشوار می کند و در صورت نیاز به یکنواختی بصری باید از آن اجتناب کرد.

از تضاد عمدی بافت برای ایجاد سلسله مراتب بصری استفاده کنید

مناطق مات و صیقلی را برای تاکید بر شکل و عملکرد ترکیب کنید.

به عنوان مثال, یک جناح دندان نیترید صیقلی که در تضاد با یک توپی شات پنیری شده یا مهره‌بلاست شده، جذابیت ایجاد می‌کند., ظاهر مهندسی شده در حالی که نیازهای عملکردی را برآورده می کند (دندان های صیقلی اصطکاک را کاهش می دهد; توپی های مات چسبندگی را بهبود می بخشد و علائم هندلینگ را پنهان می کند).

اهداف بافت را به صورت کمی تعریف کنید (Ra یا کلاس پایان سطح) بنابراین تمام کننده ها می توانند اثر را بازتولید کنند.

طراحی هندسه برای کنترل اثرات حرارتی و پایداری ابعادی

هندسه بر گرمایش تأثیر می گذارد, خنک شدن و اعوجاج در هنگام سخت شدن سطح. فیله های سخاوتمندانه را اضافه کنید, از تغییرات ناگهانی بخش اجتناب کنید, و جرم سطح مقطع را متعادل کنید تا خطر گرم شدن بیش از حد لبه و تاب برداشتن را کاهش دهید.

برای سخت شدن القایی, قوانین عملی حداقل بخش را رعایت کنید (حداقل دیوار/ضخامت معمولی ≈ 3 میلی متر) و برای اطمینان از گرمایش یکنواخت اجازه نصب را بدهید.

در جایی که تلرانس های پس از سخت شدن محکم مورد نیاز است, قبل از عملیات برای ماشینکاری خشن برنامه ریزی کنید و بعد از آن سنگ زنی را تمام کنید.

حفاظت از خوردگی را در طرح زیبایی ادغام کنید

برای فضای باز, کاربری معماری دریایی یا در معرض دید, مسیر سخت شدن کیس را با روکش های خوردگی بادوام ترکیب کنید که رنگ را در طول زمان حفظ می کند.
نمونه: فولاد ضد زنگ نیترید شده با پلاسما و به دنبال آن یک روکش DLC یا PVD شفاف برای ثبات رنگ طولانی مدت; محفظه های کربن دار که پوشش الکترولس نیکل یا پودر را در مناطق غیر لغزنده دریافت می کنند.
سیستم های پوشش سازگار و مراحل پخت/پیش تصفیه را مشخص کنید (چربی زدایی, منفعل کردن, فسفات) برای جلوگیری از مشکلات چسبندگی و حفظ ظاهر.

از سطوح کاربردی محافظت کنید و پوشش / مونتاژ را برنامه ریزی کنید

زود تصمیم بگیرید که کدام سطوح باید کیس انتشار را حفظ کنند (مجلات بلبرینگ, صورت) و ممکن است پوشش های تزئینی دریافت کنند.
هنگامی که پوشش ها عملکرد خود را مختل می کنند، در هنگام اتمام کار از درج های پوشاننده یا قابل جابجایی استفاده کنید.

جایی که سطوح جفت گیری باید بدون پوشش باقی بمانند, این را در نقشه ها و برگه های فرآیند ثبت کنید تا از پوشش تصادفی جلوگیری شود.

تلرانس و کنترل توالی پایان

توالی پایان را مستند کنید: ماشین خشن ← سخت شدن ← پایان آسیاب / پرداخت ← پوشش نهایی. تلورانس ابعادی را پس از سخت شدن در صورتی که پس از آسیاب برنامه ریزی نشده باشد، بیان کنید.
برای کیفیت زیبایی, معیارهای پذیرش را تعریف کنید (مرجع رنگ, هدف براق یا مات, لک های مجاز) و نیاز به تاییدیه های عکاسی یا نمونه در مقالات اول دارد.

8. مثال‌های بهینه‌سازی زیبایی‌شناسی خاص برنامه

مثال‌های زیر نحوه تنظیم سخت‌کاری و تکمیل برای صنایع مختلف را نشان می‌دهند, تعادل زیبایی شناسی و عملکرد:

اجزای خودرو (چرخ دنده, شفت, دورتر)

برای دنده های انتقال (20فولاد MnCr5): کربورسازی گاز (عمق کیس 1.0 میلی متر) ← خاموش کردن + تلطیف → سنگ زنی دقیق (رگ 0.4 μM) ← پوشش اکسید سیاه. این به یک روکش مشکی یکنواخت با مقاومت در برابر سایش بالا دست می یابد.

برای تجمل خودرو دورتر (4140 فولاد): نیتریدر پلاسما (روکش طلایی قهوه ای) → سفت شدن → پوشش PVD شفاف. پوشش شفاف رنگ طلایی را حفظ می کند و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد.

ابزار دقیق (ابزارهای برش, آچار)

برای ابزارهای برش (فولاد HSS): نیتیدر (عمق کیس 0.2 میلی متر) → پوشش PVD TiN. روکش طلایی TiN از نظر بصری متمایز است و مقاومت در برابر سایش استثنایی را ارائه می دهد.

برای آچار (1045 فولاد): سخت شدن القایی ← شات پینینگ (پایان مات) ← فسفاته منگنز. روکش فسفات خاکستری چسبندگی را بهبود می بخشد و از زنگ زدگی جلوگیری می کند.

سخت افزار معماری (دستگیره درب, نرده)

برای دستگیره درب استیل ضد زنگ (316 فولاد): نیترید پلاسما → آندایزینگ (مشکی یا برنزی) ← کت شفاف. روکش آنودایز سفارشی سازی رنگ و مقاومت در برابر آب و هوا را ارائه می دهد.

برای نرده های چدنی: سخت شدن شعله → سندبلاست (بافت مات) ← پوشش پودری. پوشش پودری بادوام را فراهم می کند, پرداخت یکنواخت در طیف رنگی.

9. پایداری, ملاحظات ایمنی و هزینه

• انرژی & انتشار گازهای: عملیات حرارتی انرژی بر است. کربوریزه کردن خلاء باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از احتراق می شود اما از پالس های برق و گاز استفاده می کند. بهینه سازی زمان چرخه و چگالی بار برای کاهش ردپا.
• محیط & امنیت: از نمک های سیانید یا کروم شش ظرفیتی قدیمی خودداری کنید. وکیوم را ترجیح می دهند, گاز, پلاسما یا حمام نمک کنترل شده با محیط زیست با مدیریت پسماند تایید شده.
• رانندگان هزینه: انتخاب فرآیند (خلاء در مقابل گاز در مقابل القاء), زمان چرخه, سنگ زنی و تکمیل ثانویه, نرخ اسقاط به دلیل اعوجاج.
  فرآیند مطابق با عملکرد مورد نیاز را انتخاب کنید: برای دقت، کربوریزه کردن خلاء, نیتریدینگ برای اعوجاج کم, القایی برای سخت شدن موضعی با حجم کم.
• چرخه عمر & ترمیم کردن: فینیش های نیترید شده و PVD با دوباره کاری کم عمر را افزایش می دهند; سخت شدن القایی در برخی موارد امکان سخت شدن مجدد میدان را فراهم می کند.

10. پایان

سخت شدن کیس یک تکنولوژی اصلاح سطح همه کاره است که, هنگام بهینه سازی, می تواند عملکرد عملکردی برتر و زیبایی شناسی استثنایی را ارائه دهد.

کلید یک "نگاه عالی" در آن نهفته است کنترل سیستماتیک فرآیند (قبل از درمان, بهینه سازی پارامتر, پس از اتمام) وت خیاطی خاص برنامه (انتخاب مواد, پیشگیری از نقص, یکپارچه سازی طراحی).

فرآیندهای شیمیایی مانند نیتریدینگ پلاسما مزایای زیبایی شناختی ذاتی دارند (رنگ یکنواخت, حداقل تغییر شکل), در حالی که فرآیندهای حرارتی مانند سخت شدن القایی برای دستیابی به جذابیت بصری نیاز به عملیات پس از درمان بیشتری دارند.

فن آوری های تکمیلی پیشرفته (پی وی پی, پوشش های DLC) شکاف بین عملکرد و زیبایی شناسی را پر کنید, قطعات سخت شده را قادر می سازد تا نیازهای برنامه های کاربردی پیشرفته را برآورده کنند.

 

متداول

تفاوت بین عمق کیس و سختی کیس چیست؟?

عمق کیس ضخامت لایه سخت شده / منتشر شده است; سختی مورد سختی در سطح یا نزدیک آن است.

هر دو باید مشخص شوند زیرا یک کیس بسیار سخت نازک ممکن است به سرعت از بین برود, در حالی که یک قاب عمیق اما نرم ممکن است در برابر سایش مقاومت نکند.

آیا باید قبل یا بعد از سفت شدن کیس پولیش کنم؟?

سطوح عملکردی بحرانی (مجلات بلبرینگ, صورت) باید به پایان برسد پس از سخت سازی. پرداخت پیش سخت فقط برای سطوح تزئینی قابل قبول است که بعداً آسیاب نمی شوند.

قاب برای چرخ دنده ها چقدر باید عمیق باشد?

صورت های دنده معمولی به کربوره می شوند 0.6-1.5 میلی متر عمق پرونده موثر (عمق تا سختی تعریف شده) بسته به بار. چرخ دنده های سنگین ممکن است به جعبه های عمیق تر یا جایگزین های سخت شونده نیاز داشته باشند.

آیا نیترید کردن "بهتر" از کربوریزه کردن است?

بستگی دارد. نیترید اعوجاج بسیار کم می دهد, سختی سطح عالی, و مقاومت در برابر خوردگی بهتر در برخی محیط ها, اما بدنه نازک‌تر است و سطوح نیترید شده فاقد چقرمگی هسته مارتنزیتی هستند که با کربور کردن به دست می‌آید. + خاموش کردن. بر اساس برنامه انتخاب کنید.

نحوه جلوگیری از ترک خوردن پس از سخت شدن کیس?

کنترل شیمی مواد, از تمرین مناسب پیش گرم کردن و خاموش کردن استفاده کنید, از چرخه های مزاج مناسب استفاده کنید و آستنیت باقی مانده را کاهش دهید (در صورت لزوم زیر صفر).

از سخت اجتناب کنید, ریزساختارهای شکننده و غیرمعرق روی مقاطع نازک.

آیا می توان PVD را روی یک سطح کربوره اعمال کرد?

بله - اما آماده سازی سطح (نظافت, احتمالاً مانع انتشار نازک) و کنترل پارامترهای رسوب برای چسبندگی مورد نیاز است.

لایه های PVD نازک هستند و در درجه اول تزئینی / سایش هستند, جایگزینی برای یک مورد انتشار نیست.