การบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีของการหล่อเหล็ก

การรักษาความร้อนด้วยสารเคมีของการหล่อเหล็กหมายถึงการวางการหล่อในตัวกลางที่ใช้งานที่อุณหภูมิที่กำหนดเพื่อการเก็บรักษาความร้อน เพื่อให้องค์ประกอบทางเคมีหนึ่งหรือหลายองค์ประกอบสามารถทะลุพื้นผิวได้ การบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีสามารถเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างทางโลหะวิทยา และคุณสมบัติทางกลของพื้นผิวของการหล่อได้ กระบวนการบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การทำให้เป็นคาร์บูไรซิ่ง ไนไตรด์ คาร์บอไนไตรด์ โบรอนไนซ์ และการทำให้เป็นโลหะ เมื่อดำเนินการให้ความร้อนด้วยสารเคมีในการหล่อ ควรพิจารณารูปร่าง ขนาด สภาพพื้นผิว และการให้ความร้อนที่พื้นผิวของการหล่ออย่างครอบคลุม

 

1. คาร์บูไรซิ่ง

การทำคาร์บูไรซิ่งหมายถึงการให้ความร้อนและเป็นฉนวนแก่การหล่อในตัวกลางคาร์บูไรซิ่ง จากนั้นจึงแทรกซึมอะตอมของคาร์บอนเข้าไปในพื้นผิว วัตถุประสงค์หลักของการทำคาร์บูไรซิ่งคือการเพิ่มปริมาณคาร์บอนบนพื้นผิวของการหล่อ ขณะเดียวกันก็สร้างการไล่ระดับปริมาณคาร์บอนในการหล่อ โดยทั่วไปปริมาณคาร์บอนของเหล็กกล้าคาร์บูไรซิ่งจะอยู่ที่ 0.1% -0.25% เพื่อให้แน่ใจว่าแกนของการหล่อมีความเหนียวและแข็งแรงเพียงพอ

ความแข็งผิวของชั้นคาร์บูไรซ์โดยทั่วไปคือ 56HRC-63HRC โครงสร้างทางโลหะวิทยาของชั้นคาร์บูไรซ์คือมาร์เทนไซต์แบบเข็มละเอียด + ออสเทนไนต์ที่คงเหลือจำนวนเล็กน้อยและเม็ดคาร์ไบด์ที่มีการกระจายสม่ำเสมอ ไม่อนุญาตให้ใช้เน็ตเวิร์กคาร์ไบด์ และสัดส่วนปริมาตรของออสเทนไนต์ที่คงเหลือโดยทั่วไปจะไม่เกิน 15%-20%

ความแข็งหลักของการหล่อหลังการคาร์บูไรซิ่งโดยทั่วไปคือ 30HRC-45HRC โครงสร้างโลหะวิทยาหลักควรเป็นมาร์เทนไซต์คาร์บอนต่ำหรือเบนไนต์ต่ำกว่า ไม่อนุญาตให้มีเฟอร์ไรต์ขนาดใหญ่หรือตกตะกอนตามแนวขอบเกรน

ในการผลิตจริง มีวิธีการเติมคาร์บูไรซิ่งทั่วไปสามวิธี: การเติมคาร์บูไรซิ่งแบบแข็ง การเติมคาร์บูไรซิ่งเหลว และการทำคาร์บูไรซิ่งด้วยแก๊ส

2. ไนไตรดิ้ง

ไนไตรดิ้งหมายถึงกระบวนการบำบัดความร้อนที่แทรกซึมอะตอมไนโตรเจนเข้าไปในพื้นผิวของการหล่อ โดยทั่วไปการทำไนไตรด์จะดำเนินการต่ำกว่าอุณหภูมิ Ac1 และจุดประสงค์หลักคือเพื่อปรับปรุงความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ ความแข็งแรงเมื่อยล้า ความต้านทานการยึดเกาะ และความต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศของพื้นผิวการหล่อ โดยทั่วไปแล้วการหล่อไนไตรด์ของเหล็กจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 480°C-580°C การหล่อที่ประกอบด้วยอะลูมิเนียม โครเมียม ไทเทเนียม โมลิบดีนัม และทังสเตน เช่น เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ เหล็กกล้าไร้สนิม และเหล็กกล้าเครื่องมือแม่พิมพ์ร้อน เหมาะสำหรับการไนไตรด์

เพื่อให้แน่ใจว่าแกนของการหล่อมีคุณสมบัติทางกลที่จำเป็นและโครงสร้างทางโลหะวิทยา และเพื่อลดการเสียรูปหลังการทำไนไตรด์ จำเป็นต้องมีการบำบัดล่วงหน้าก่อนที่จะทำไนไตรด์ สำหรับเหล็กโครงสร้าง จำเป็นต้องมีการบำบัดด้วยการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาก่อนการทำไนไตรด์ เพื่อให้ได้โครงสร้างซอร์ไบต์ที่ปรับสภาพสม่ำเสมอและละเอียด สำหรับการหล่อที่บิดเบี้ยวได้ง่ายในระหว่างการบำบัดด้วยไนไตรด์ จำเป็นต้องมีการบำบัดด้วยการอบอ่อนเพื่อบรรเทาความเครียดหลังจากการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมและการหล่อเหล็กทนความร้อนโดยทั่วไปสามารถดับและปรับอุณหภูมิได้เพื่อปรับปรุงโครงสร้างและความแข็งแรง สำหรับสเตนเลสออสเทนนิติก สามารถใช้การบำบัดความร้อนด้วยสารละลายได้