ιωνικός νιτρίωση πλάσματος(IPA) είναι μια μέθοδος χημικής-θερμικής επεξεργασίας προϊόντων χάλυβα και χυτοσιδήρου με μεγάλες τεχνολογικές δυνατότητες, η οποία καθιστά δυνατή την απόκτηση στρωμάτων διάχυσης της επιθυμητής σύνθεσης με τη χρήση διαφορετικών μέσων αερίου, π.χ. Η διαδικασία κορεσμού διάχυσης είναι ελεγχόμενη και μπορεί να βελτιστοποιηθεί ανάλογα με τις ειδικές απαιτήσεις για το βάθος του στρώματος και τη σκληρότητα της επιφάνειας. κράμα μικροσκληρότητας εναζώτου πλάσματος

Το εύρος θερμοκρασίας της νιτρίωσης ιόντων είναι ευρύτερο από αυτό της νιτρίωσης με αέριο και κυμαίνεται από 400-600 0 C. Η επεξεργασία σε θερμοκρασίες κάτω από 500 0 C είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για την ενίσχυση προϊόντων από κράμα χάλυβων εργαλείων για ψυχρή επεξεργασία, υψηλής ταχύτητας και οι χάλυβες μαρτενγκ, γιατί τους λειτουργικές ιδιότητεςδιατηρώντας τη σκληρότητα του πυρήνα στα 55-60 HRC.

Ανταλλακτικά και εργαλεία από όλες σχεδόν τις βιομηχανίες υποβάλλονται σε επεξεργασία σκλήρυνσης χρησιμοποιώντας τη μέθοδο IPA (Εικ. 1).

Ρύζι. 1.

Ως αποτέλεσμα, το IPA μπορεί να βελτιωθεί τα ακόλουθα χαρακτηριστικάπροϊόντα: αντοχή στη φθορά, αντοχή στην κόπωση, αντικολλητικές ιδιότητες, αντοχή στη θερμότητα και αντοχή στη διάβρωση.

Σε σύγκριση με τις ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους ενίσχυσης της χημικής-θερμικής επεξεργασίας εξαρτημάτων από χάλυβα, όπως η ενανθράκωση, η νιτροανθρακοποίηση, η κυανίωση και η νιτρίωση αερίου σε κλιβάνους, η μέθοδος IPA έχει τα ακόλουθα κύρια πλεονεκτήματα:

• · Υψηλότερη επιφανειακή σκληρότητα νιτρωδών μερών.
• · Καμία παραμόρφωση εξαρτημάτων μετά την επεξεργασία και υψηλή καθαριότητα της επιφάνειας.
• · αύξηση του ορίου αντοχής και αύξηση της αντοχής στη φθορά των επεξεργασμένων εξαρτημάτων.
• · χαμηλότερη θερμοκρασία επεξεργασίας, λόγω της οποίας δεν συμβαίνουν δομικοί μετασχηματισμοί στον χάλυβα.
• · ικανότητα επεξεργασίας τυφλών και διαμπερών οπών.
• · διατήρηση της σκληρότητας του νιτρωμένου στρώματος μετά τη θέρμανση στους 600-650 C.
• · τη δυνατότητα λήψης στρωμάτων μιας δεδομένης σύνθεσης.
• · ικανότητα επεξεργασίας προϊόντων απεριόριστων μεγεθών και σχημάτων.
• · καμία ρύπανση περιβάλλο;
• · Βελτίωση των προτύπων παραγωγής.
• · μείωση του κόστους επεξεργασίας πολλές φορές.

Τα πλεονεκτήματα του ΜΠΒ εκδηλώνονται και σε σημαντική μείωση του βασικού κόστους παραγωγής.

Για παράδειγμα, σε σύγκριση με τη νιτρίωση αερίου σε κλιβάνους, το IPA παρέχει:

• · μείωση του χρόνου επεξεργασίας κατά 2-5 φορές, τόσο με μείωση του χρόνου θέρμανσης και ψύξης της φόρτισης, όσο και με μείωση του χρόνου ισοθερμικής διατήρησης.
• · μείωση της ευθραυστότητας του ενισχυμένου στρώματος.
• · μείωση της κατανάλωσης αερίων εργασίας κατά 20-100 φορές.
• · μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά 1,5-3 φορές.
• · Εξαίρεση της λειτουργίας αποπαθητοποίησης.
• · μείωση της παραμόρφωσης έτσι ώστε να εξαλειφθεί η λείανση του φινιρίσματος.
• · απλότητα και αξιοπιστία της προστασίας της οθόνης κατά της νιτρίωσης των μη σκληρυνόμενων επιφανειών.
• · Βελτίωση των συνθηκών υγιεινής και υγιεινής παραγωγής.
• · Πλήρης συμμόρφωση της τεχνολογίας με όλες τις σύγχρονες απαιτήσεις προστασίας του περιβάλλοντος.

Σε σύγκριση με τη σκλήρυνση Η επεξεργασία IPA επιτρέπει:

• · Εξάλειψη παραμορφώσεων.
• · Αυξήστε τη διάρκεια ζωής της νιτρωμένης επιφάνειας κατά 2-5 φορές.

Η χρήση του IPA αντί της ενανθράκωσης, της νιτροανθρακοποίησης, της νιτροποίησης αερίου ή υγρού, της ογκομετρικής ή υψηλής συχνότητας σκλήρυνσης σάς επιτρέπει να εξοικονομήσετε κεφαλαιουχικό εξοπλισμό και χώρο παραγωγής, να μειώσετε το κόστος εργαλειομηχανών και μεταφοράς και να μειώσετε την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και ενεργών αερίων μέσων.

Η αρχή λειτουργίας του IPA είναι ότι σε ένα περιβάλλον αερίου εκκενωμένου (p = 200-1000 Pa) που περιέχει άζωτο μεταξύ της καθόδου - τμημάτων - και της ανόδου - των τοιχωμάτων του θαλάμου κενού - διεγείρεται μια ανώμαλη εκκένωση λάμψης, σχηματίζοντας ένα ενεργό μέσο (ιόντα, άτομα, διεγερμένα μόρια), που εξασφαλίζει το σχηματισμό ενός νιτριδωμένου στρώματος που αποτελείται από μια εξωτερική ζώνη νιτριδίου και μια ζώνη διάχυσης που βρίσκεται κάτω από αυτό.

Οι τεχνολογικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της νιτροποίησης ιόντων είναι η θερμοκρασία της διεργασίας, η διάρκεια κορεσμού, η πίεση, η σύνθεση και ο ρυθμός ροής του μίγματος αερίων εργασίας.

Θερμοκρασία διαδικασίας, η περιοχή της φόρτισης που εμπλέκεται στην ανταλλαγή θερμότητας και η αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής θερμότητας με τον τοίχο (αριθμός οθονών) καθορίζουν την ισχύ που απαιτείται για τη διατήρηση της εκφόρτισης και τη διασφάλιση της επιθυμητής θερμοκρασίας των προϊόντων. Η επιλογή της θερμοκρασίας εξαρτάται από τον βαθμό κράματος του χάλυβα που νιτρώνεται με στοιχεία που σχηματίζουν νιτρίδια: όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός κράματος, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία.

Η θερμοκρασία επεξεργασίας πρέπει να είναι τουλάχιστον 10-20 0 C χαμηλότερη από τη θερμοκρασία σκλήρυνσης.

Διάρκεια και θερμοκρασία διαδικασίαςΟ κορεσμός καθορίζει το βάθος του στρώματος, την κατανομή της σκληρότητας κατά μήκος του βάθους και το πάχος της ζώνης νιτριδίου.

Σύνθεση του μέσου κορεσμούεξαρτάται από τον βαθμό κράματος του χάλυβα που επεξεργάζεται και τις απαιτήσεις για τη σκληρότητα και το βάθος του νιτρωμένου στρώματος.

Πίεση διαδικασίαςθα πρέπει να είναι τέτοια ώστε η εκκένωση να «ταιριάζει» σφιχτά στην επιφάνεια των προϊόντων και να αποκτά ένα ομοιόμορφο νιτρωμένο στρώμα. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η εκφόρτιση σε όλα τα στάδια της διαδικασίας πρέπει να είναι ανώμαλη, δηλαδή η επιφάνεια όλων των τμημάτων του φορτίου πρέπει να καλύπτεται πλήρως με λάμψη και η πυκνότητα του ρεύματος εκφόρτισης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την κανονική πυκνότητα για μια δεδομένη πίεση, λαμβάνοντας υπόψη το αέριο επίδρασης θέρμανσης στην περιοχή της καθόδου της εκκένωσης.

Με την έλευση των εγκαταστάσεων IPA νέας γενιάς, χρησιμοποιώντας ως μέσο εργασίας ελεγχόμενα από τη σύνθεση μείγματα υδρογόνου, αζώτου και αργού, καθώς και «παλμικό» πλάσμα, και όχι DC, η δυνατότητα κατασκευής της διαδικασίας νιτροποίησης ιόντων έχει αυξηθεί σημαντικά.

Η χρήση συνδυασμένης θέρμανσης («ζεστά» τοιχώματα θαλάμου) ή ενισχυμένη θερμική προστασία (τριπλή θερμική ασπίδα), μαζί με την ικανότητα να ρυθμίζει ανεξάρτητα τη σύνθεση και την πίεση του αερίου στον θάλαμο, επιτρέπει την επεξεργασία εργαλείο κοπήςαποφύγετε την υπερθέρμανση των λεπτών άκρων κοπής κατά τη διαδικασία φόρτισης, ρυθμίστε με ακρίβεια τον χρόνο κορεσμού και, κατά συνέπεια, το βάθος της στρώσης, επειδή Η θέρμανση των προϊόντων μπορεί να γίνει σε περιβάλλον χωρίς άζωτο, για παράδειγμα, σε μείγμα Ar+H2.

Η αποτελεσματική θερμομόνωση στον θάλαμο εργασίας (τριπλή θερμική ασπίδα) επιτρέπει την επεξεργασία προϊόντων με χαμηλή ειδική κατανάλωση ενέργειας, γεγονός που επιτρέπει την ελαχιστοποίηση των διαφορών θερμοκρασίας στο εσωτερικό του κλωβού κατά την επεξεργασία. Αυτό αποδεικνύεται από την κατανομή της μικροσκληρότητας κατά μήκος του βάθους του νιτρωμένου στρώματος για δείγματα που βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία του φορτίου (Εικ. 2).

Ρύζι. 2.

a, c - γρανάζι βάρους 10,1 kg, 51 τεμ., st - 40X, μονάδα 4.5, χρόνος κράτησης 16 ώρες, T = 530 0 C;

b, d - γρανάζι βάρους 45 kg, 11 τεμ., st - 38HN3MFA, μονάδα 3.25 (εξωτερικός δακτύλιος) και 7 mm (εσωτερικός δακτύλιος), έκθεση 16 ώρες, T = 555 0 C.

Η νιτρίωση ιόντων είναι μια αποτελεσματική μέθοδος ενίσχυσης της επεξεργασίας εξαρτημάτων από κραματοποιημένοι δομικοί χάλυβες: γρανάζια, οδοντωτοί τροχοί, οδοντωτοί τροχοί, άξονες, οδοντωτοί τροχοί, κωνικά και κυλινδρικά γρανάζια, σύνδεσμοι, γρανάζια άξονα σύνθετης γεωμετρικής διαμόρφωσης κ.λπ.

Η τσιμέντωση, η νιτροανθρακοποίηση και η σκλήρυνση υψηλής συχνότητας δικαιολογούνται στην κατασκευή εξαρτημάτων με μεγάλο φορτίο (γρανάζι, άξονες, άξονες κ.λπ.) χαμηλής και μέσης ακρίβειας που δεν απαιτούν μετέπειτα λείανση.

Αυτοί οι τύποι θερμικής επεξεργασίας δεν είναι οικονομικά εφικτές για την κατασκευή εξαρτημάτων υψηλής ακρίβειας μεσαίου και χαμηλού φορτίου, επειδή Με αυτή την επεξεργασία, παρατηρείται σημαντική παραμόρφωση και απαιτείται μετέπειτα λείανση. Κατά συνέπεια, κατά την άλεση είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε ένα σημαντικό πάχος του σκληρυμένου στρώματος.

Το IPA μπορεί να μειώσει σημαντικά τη στρέβλωση και την παραμόρφωση των εξαρτημάτων διατηρώντας την τραχύτητα της επιφάνειας εντός του εύρους Ra = 0,63...1,2 microns, γεγονός που καθιστά δυνατή τη χρήση του IPA ως τελικής επεξεργασίας στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων.

Σε σχέση με την κατασκευή εργαλειομηχανών, τη νιτροποίηση ιόντων γραναζωτοί τροχοίμειώνει σημαντικά τα χαρακτηριστικά θορύβου των εργαλειομηχανών, αυξάνοντας έτσι την ανταγωνιστικότητά τους στην αγορά.

Το IPA είναι πιο αποτελεσματικό κατά την επεξεργασία εξαρτημάτων μεγάλης κλίμακας του ίδιου τύπου: γρανάζια, άξονες, άξονες, οδοντωτούς άξονες, γρανάζια με οδοντωτούς άξονα κ.λπ. επεξεργασία. Ταυτόχρονα, η φέρουσα ικανότητα της πλευρικής επιφάνειας και η αντοχή της βάσης των δοντιών, που επιτυγχάνονται με τη χρήση εναζώτου πλάσματος, αντιστοιχούν σε τσιμεντοειδείς γρανάζια (Πίνακας 1).

Πίνακας 1. Χαρακτηριστικά αντοχής σε κόπωση χάλυβα ανάλογα με τις μεθόδους σκλήρυνσης των γραναζιών

Κατά την ενίσχυση της επεξεργασίας με νιτρίωση ιόντων εξαρτημάτων κατασκευασμένων από σκληρυμένους, χαμηλού και μεσαίου κράματος χάλυβες (18KhGT, 20KhNZA, 20KhGNM, 25KhGT, 40Kh, 40KhN, 40KhFA, κ.λπ.), είναι απαραίτητο να βελτιωθούν πρώτα οι σφυρηλατήσεις όγκου σκλήρυνση και σκλήρυνση σε σκληρότητα 241-285 HB (για ορισμένους χάλυβες - 269-302 HB), στη συνέχεια μηχανική επεξεργασία και τέλος νιτρίωση ιόντων. Για να εξασφαλιστεί η ελάχιστη παραμόρφωση των προϊόντων πριν από τη νιτρίωση για την ανακούφιση από την πίεση, συνιστάται η ανόπτηση σε προστατευτική ατμόσφαιρα αερίου και η θερμοκρασία ανόπτησης πρέπει να είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία νιτρίωσης. Η ανόπτηση πρέπει να πραγματοποιείται πριν από την κατεργασία ακριβείας.

Το βάθος της νιτρωμένης στρώσης που σχηματίζεται σε αυτά τα προϊόντα από χάλυβες 40Kh, 18KhGT, 25KhGT, 20Kh2N4A κ.λπ. είναι 0,3-0,5 mm με σκληρότητα 500-800 HV ανάλογα με την ποιότητα του χάλυβα (Εικόνα 3).

Για γρανάζια που λειτουργούν υπό βαρύτερα φορτία, το στρώμα νιτριδίου πρέπει να είναι 0,6-0,8 mm με λεπτή ζώνη νιτριδίου ή καθόλου ζώνη νιτριδίου.

Ρύζι. 3.

Η βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων του σκληρυμένου στρώματος καθορίζεται από το συνδυασμό των χαρακτηριστικών του υλικού βάσης (σκληρότητα πυρήνα) και των παραμέτρων του νιτρωμένου στρώματος. Η φύση του φορτίου καθορίζει το βάθος του στρώματος διάχυσης, τον τύπο και το πάχος του στρώματος νιτριδίου:

• · φθορά - "- ή - στρώμα?
• · Δυναμικό φορτίο - περιορισμένο πάχος του στρώματος νιτριδίου ή καθόλου στρώμα νιτριδίου.
• · διάβρωση - στρώση.

Ο ανεξάρτητος έλεγχος του ρυθμού ροής κάθε συστατικού του μείγματος αερίων, η πίεση στον θάλαμο εργασίας και η διακύμανση της θερμοκρασίας της διεργασίας καθιστούν δυνατό τον σχηματισμό στρωμάτων διαφορετικού βάθους και σκληρότητας (Εικ. 4), εξασφαλίζοντας έτσι σταθερή ποιότητα επεξεργασίας με ελάχιστη διακύμανση των ιδιοτήτων από μέρος σε μέρος και από φορτίο σε φορτίο (Εικ. 5).

Ρύζι. 4.

• 1, 3, 5 -διαδικασία ενός βήματος.
• 2,4 - διαδικασία δύο σταδίων σύμφωνα με περιεχόμενο Ν 2 στο μείγμα εργασίας
• 1,2 - Τ=530 0 C, t=16 ώρες; 3 - Τ=560 0 C, t=16 ώρες;
• 4 - Τ=555 0 C, t=15 ώρες, 5 - T = 460 0 C, t = 16 ώρες

Ρύζι. 5.

Η ιονική νιτρίωση είναι ευρέως γνωστή ως ένα από αποτελεσματικές μεθόδουςαύξηση της αντοχής στη φθορά των κοπτικών εργαλείων που κατασκευάζονται από χάλυβες υψηλής ταχύτηταςμάρκες R6M5, R18, R6M5K5, R12F4K5, κ.λπ.

Η νιτρίωση αυξάνει την αντίσταση στη φθορά του εργαλείου και την αντίσταση στη θερμότητα. Η νιτρωμένη επιφάνεια του εργαλείου, η οποία έχει μειωμένο συντελεστή τριβής και βελτιωμένες αντιτριβικές ιδιότητες, εξασφαλίζει ευκολότερη αφαίρεση των τσιπς και επίσης εμποδίζει τα τσιπ να κολλήσουν στις ακμές κοπής και το σχηματισμό κρατήρων φθοράς, γεγονός που καθιστά δυνατή την αύξηση ταχύτητα τροφοδοσίας και κοπής.

Η βέλτιστη δομή του νιτρωμένου χάλυβα υψηλής ταχύτητας είναι μαρτενσίτης υψηλής περιεκτικότητας σε άζωτο, ο οποίος δεν περιέχει περίσσεια νιτριδίων. Αυτή η δομή εξασφαλίζεται με τον κορεσμό της επιφάνειας του εργαλείου με άζωτο σε θερμοκρασία 480-520 0 C κατά τη βραχυπρόθεσμη νιτροποίηση (έως 1 ώρα). Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται ένα ενισχυμένο στρώμα με βάθος 20-40 microns με επιφανειακή μικροσκληρότητα 1000-1200 HV0,5 με σκληρότητα πυρήνα 800-900 HV (Εικ. 6), και την αντοχή του εργαλείου μετά Η νιτροποίηση ιόντων αυξάνεται 2-8 φορές ανάλογα με τον τύπο και τον τύπο του υλικού που επεξεργάζεται.

Ρύζι. 6.

Το κύριο πλεονέκτημα της νιτρίωσης ιόντων ενός εργαλείου είναι η δυνατότητα λήψης μόνο ενός στρώματος σκληρυμένου με διάχυση ή ενός στρώματος με μονοφασικό νιτρίδιο Fe 4 N ("-φάση) στην επιφάνεια, σε αντίθεση με την κλασική νιτρίωση αερίου στην αμμωνία, όπου η Το στρώμα νιτριδίου αποτελείται από δύο φάσεις - "+, το οποίο είναι πηγή εσωτερικών τάσεων στη διεπιφάνεια και προκαλεί ευθραυστότητα και ξεφλούδισμα του σκληρυμένου στρώματος κατά τη λειτουργία.

Η ιοντική νιτρίωση είναι επίσης ένα από τα βασικές μεθόδουςαυξανόμενη αντοχή εργαλεία σφράγισης και εξοπλισμός χύτευσης με έγχυσηαπό χάλυβες 5KhNM, 4Kh5MFS, 3Kh2V8, 4Kh5V2FS, 4Kh4VMFS, 38Kh2MYuA, Kh12, Kh12M, Kh12F1.

Ως αποτέλεσμα της νιτρίωσης ιόντων, τα ακόλουθα χαρακτηριστικά των προϊόντων μπορούν να βελτιωθούν:

• · Σφυρηλάτηση μήτρες για καυτή στάμπακαι καλούπια για χύτευση μετάλλων και κραμάτων - η αντοχή στη φθορά αυξάνεται, η πρόσφυση μετάλλων μειώνεται.
• · Καλούπια για χύτευση με έγχυση αλουμινίου - το νιτρωμένο στρώμα εμποδίζει το μέταλλο να κολλήσει στη ζώνη τροφοδοσίας υγρού πίδακα και η διαδικασία πλήρωσης καλουπιού είναι λιγότερο τυρβώδης, γεγονός που αυξάνει τη διάρκεια ζωής των καλουπιών και η χύτευση είναι υψηλότερης ποιότητας.

Βελτιώνει σημαντικά τη νιτροποίηση ιόντων και χαρακτηριστικά απόδοσηςεργαλείο για το κρύο (Τ< 250 0 С) обработки - вытяжка, гибка, штамповка, прессование, резка, чеканка и прошивка.

Οι κύριες απαιτήσεις που εξασφαλίζουν την υψηλή απόδοση ενός τέτοιου εργαλείου - υψηλή αντοχή σε θλίψη, αντοχή στη φθορά και αντοχή σε φορτία ψυχρού σοκ - επιτυγχάνονται ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας ενίσχυσης με νιτρίωση ιόντων.

Εάν χρησιμοποιείται χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο (12% χρώμιο) για το εργαλείο, τότε το νιτρωμένο στρώμα θα πρέπει να είναι μόνο διάχυσης εάν χάλυβες χαμηλού κράματος, τότε εκτός από το στρώμα διάχυσης θα πρέπει να υπάρχει ένα στρώμα g - σκληρό και πλαστικό.

Ένα χαρακτηριστικό της εναζώτου ιόντων χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο είναι ότι επιλέγοντας τη θερμοκρασία της διεργασίας, είναι δυνατό να διατηρηθεί η σκληρότητα του πυρήνα του προϊόντος, που προσδιορίζεται από προκαταρκτική θερμική επεξεργασία, σε ένα ευρύ φάσμα (Πίνακας 2).

Για να αποκτήσετε ένα ανθεκτικό στη φθορά επιφανειακό στρώμα ενώ διατηρείται ο παχύρρευστος πυρήνας της μήτρας, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί πρώτα σκλήρυνση και σκλήρυνση για δευτερογενή σκληρότητα, επεξεργασία διαστάσεων και στη συνέχεια νιτροποίηση ιόντων.

Για να εξαλειφθούν ή να ελαχιστοποιηθούν οι παραμορφώσεις που συμβαίνουν κατά τη νιτρίωση με ιόντα ενός εργαλείου σφράγισης, πριν από την τελική κατεργασία συνιστάται η ανόπτηση σε περιβάλλον αδρανούς αερίου σε θερμοκρασία τουλάχιστον 20 C κάτω από τη θερμοκρασία σκλήρυνσης.

Εάν είναι απαραίτητο, γυαλίστε νιτρωμένες επιφάνειες εργασίας.

Πίνακας 2. Χαρακτηριστικά κραματοποιημένων χάλυβων μετά από νιτρίωση πλάσματος ιόντων.

Ποιότητα χάλυβα	Σκληρότητα πυρήνα, HRC	Θερμοκρασία διεργασίας	Χαρακτηριστικά στρώματος	Τύπος συνιστώμενου επιπέδου σύνδεσης
	Βάθος, mm	Pov. Τηλεόραση, HV 1	Πάχος στρώματος σύνδεσης, μm
Χάλυβες θερμής εργασίας
Χάλυβες ψυχρής επεξεργασίας

Μεταβάλλοντας τη σύνθεση του μέσου κορεσμού, τη θερμοκρασία της διαδικασίας και τη διάρκειά της, είναι δυνατό να σχηματιστούν στρώματα διαφορετικού βάθους και σκληρότητας (Εικ. 7,8).

γροθιά βάρους 237 κιλών
καλούπι βάρους 1060 κιλών.

Ρύζι. 7. Παραδείγματα επεξεργασίας εργαλείων με καλούπι (a, b) και κατανομής μικροσκληρότητας κατά μήκος του βάθους της νιτρωμένης στρώσης (c, d).

Έτσι, όπως δείχνει η παγκόσμια εμπειρία, η χρήση τεχνολογίας νιτροποίησης ιόντων για την ενίσχυση της επεξεργασίας προϊόντων από δομικούς χάλυβες, καθώς και εργαλείων κοπής και σφράγισης, αυτή η τεχνολογία είναι αποτελεσματική και σχετικά εύκολη στην εφαρμογή, ειδικά με τη χρήση πλάσματος παλμικού ρεύματος.

Η βελτίωση των ιδιοτήτων ενός μετάλλου μπορεί να συμβεί αλλάζοντας το χημική σύνθεση. Ένα παράδειγμα είναι η νιτρίωση του χάλυβα - σχετικά νέα τεχνολογίακορεσμός του επιφανειακού στρώματος με άζωτο, το οποίο άρχισε να χρησιμοποιείται σε βιομηχανικής κλίμακαςπριν από έναν αιώνα περίπου. Η υπό εξέταση τεχνολογία προτάθηκε για τη βελτίωση ορισμένων ποιοτήτων προϊόντων από χάλυβα. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο πώς ο χάλυβας είναι κορεσμένος με άζωτο.

Σκοπός της νιτροποίησης

Πολλοί συγκρίνουν τη διαδικασία τσιμεντοποίησης και νιτρίωσης επειδή και οι δύο έχουν σχεδιαστεί για να βελτιώνουν σημαντικά την απόδοση ενός εξαρτήματος. Η τεχνολογία εισαγωγής αζώτου έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την ενανθράκωση, μεταξύ των οποίων δεν υπάρχει ανάγκη να αυξηθεί η θερμοκρασία του τεμαχίου εργασίας στις τιμές στις οποίες συνδέεται το ατομικό πλέγμα. Σημειώνεται επίσης ότι η τεχνολογία εισαγωγής αζώτου πρακτικά δεν αλλάζει τις γραμμικές διαστάσεις των τεμαχίων εργασίας, λόγω των οποίων μπορεί να χρησιμοποιηθεί μετά την τελική επεξεργασία. Σε πολλές γραμμές παραγωγής, εξαρτήματα που έχουν σκληρυνθεί και αλεσθεί υποβάλλονται σε νιτρίωση και είναι σχεδόν έτοιμα για παραγωγή, αλλά ορισμένες ποιότητες πρέπει να βελτιωθούν.

Ο σκοπός της νιτρίωσης συνδέεται με μια αλλαγή στις βασικές ιδιότητες απόδοσης κατά τη θέρμανση του εξαρτήματος σε ένα περιβάλλον που χαρακτηρίζεται από υψηλή συγκέντρωση αμμωνίας. Λόγω αυτού του φαινομένου, το επιφανειακό στρώμα είναι κορεσμένο με άζωτο και το εξάρτημα αποκτά τις ακόλουθες ιδιότητες απόδοσης:

1. Η αντοχή στη φθορά της επιφάνειας αυξάνεται σημαντικά λόγω του αυξημένου δείκτη σκληρότητας.
2. Η τιμή αντοχής και η αντοχή στην αυξημένη κόπωση της μεταλλικής κατασκευής βελτιώνονται.
3. Σε πολλές βιομηχανίες, η χρήση εναζώτου συνδέεται με την ανάγκη να προσδοθεί αντιδιαβρωτική αντοχή, η οποία διατηρείται κατά την επαφή με νερό, ατμό ή αέρα με υψηλή υγρασία.

Οι παραπάνω πληροφορίες καθορίζουν ότι τα αποτελέσματα της νιτροποίησης είναι πιο σημαντικά από την ενανθράκωση. Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της διαδικασίας εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την επιλεγμένη τεχνολογία. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι μεταφερόμενες ιδιότητες απόδοσης διατηρούνται ακόμη και όταν το τεμάχιο εργασίας θερμαίνεται σε θερμοκρασία 600 βαθμών Κελσίου, στην περίπτωση τσιμεντοποίησης, το επιφανειακό στρώμα χάνει τη σκληρότητα και την αντοχή μετά τη θέρμανση στους 225 βαθμούς Κελσίου.

Τεχνολογία διεργασίας εναζώτου

Από πολλές απόψεις, η διαδικασία εναζώτου χάλυβα είναι ανώτερη από άλλες μεθόδους που περιλαμβάνουν αλλαγή της χημικής σύνθεσης του μετάλλου. Η τεχνολογία εναζώτου για εξαρτήματα από χάλυβα έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η διαδικασία εκτελείται σε θερμοκρασία περίπου 600 βαθμών Κελσίου. Το εξάρτημα τοποθετείται σε σφραγισμένο σιδερένιο φούρνο, ο οποίος τοποθετείται στον κλίβανο.
2. Κατά την εξέταση των τρόπων νιτροποίησης, η θερμοκρασία και ο χρόνος διατήρησης θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη. Για διαφορετικούς χάλυβες, αυτοί οι δείκτες θα διαφέρουν σημαντικά. Η επιλογή εξαρτάται επίσης από τις ιδιότητες απόδοσης που πρέπει να επιτευχθούν.
3. Η αμμωνία τροφοδοτείται από έναν κύλινδρο στο δημιουργημένο μεταλλικό δοχείο. Οι υψηλές θερμοκρασίες κάνουν την αμμωνία να αρχίσει να αποσυντίθεται, προκαλώντας την απελευθέρωση μορίων αζώτου.
4. Τα μόρια αζώτου διεισδύουν στο μέταλλο λόγω της διαδικασίας της διάχυσης. Λόγω αυτού, σχηματίζονται ενεργά νιτρίδια στην επιφάνεια, τα οποία χαρακτηρίζονται από αυξημένη αντοχή στη μηχανική καταπόνηση.
5. Η διαδικασία χημικής-θερμικής επεξεργασίας σε αυτή την περίπτωση δεν περιλαμβάνει ξαφνική ψύξη. Κατά κανόνα, ο κλίβανος νιτροποίησης ψύχεται μαζί με τη ροή αμμωνίας και το τμήμα, λόγω του οποίου η επιφάνεια δεν οξειδώνεται. Επομένως, η υπό εξέταση τεχνολογία είναι κατάλληλη για την αλλαγή των ιδιοτήτων εξαρτημάτων που έχουν ήδη υποστεί επεξεργασία φινιρίσματος.

Η κλασική διαδικασία απόκτησης του απαιτούμενου προϊόντος με ενάζωτο περιλαμβάνει διάφορα στάδια:

1. Προπαρασκευαστική θερμική επεξεργασία, η οποία αποτελείται από σκλήρυνση και σκλήρυνση. Λόγω της αναδιάταξης του ατομικού πλέγματος κάτω από ένα δεδομένο καθεστώς, η δομή γίνεται πιο παχύρρευστη και η αντοχή αυξάνεται. Η ψύξη μπορεί να γίνει σε νερό ή λάδι ή άλλο μέσο - όλα εξαρτώνται από το πόσο υψηλής ποιότητας πρέπει να είναι το προϊόν.
2. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται μηχανική επεξεργασία για να δώσει το επιθυμητό σχήμα και μέγεθος.
3. Σε ορισμένες περιπτώσεις, υπάρχει ανάγκη προστασίας ορισμένων τμημάτων του προϊόντος. Η προστασία πραγματοποιείται με την εφαρμογή υγρού γυαλιού ή κασσίτερου σε στρώμα πάχους περίπου 0,015 mm. Λόγω αυτού, σχηματίζεται μια προστατευτική μεμβράνη στην επιφάνεια.
4. Η νιτρίωση του χάλυβα πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μία από τις καταλληλότερες μεθόδους.
5. Γίνονται εργασίες για το φινίρισμα της μηχανικής επεξεργασίας και την αφαίρεση του προστατευτικού στρώματος.

Η προκύπτουσα στρώση μετά τη νιτρίωση, η οποία αντιπροσωπεύεται από νιτρίδιο, κυμαίνεται από 0,3 έως 0,6 mm, γεγονός που εξαλείφει την ανάγκη για μια διαδικασία σκλήρυνσης. Όπως σημειώθηκε προηγουμένως, η νιτρίωση έχει πραγματοποιηθεί σχετικά πρόσφατα, αλλά η διαδικασία μετασχηματισμού του επιφανειακού στρώματος του μετάλλου έχει ήδη μελετηθεί σχεδόν πλήρως, γεγονός που έχει αυξήσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της χρησιμοποιούμενης τεχνολογίας.

Μέταλλα και κράματα που υπόκεινται σε νιτρίωση

Υπάρχουν ορισμένες απαιτήσεις που ισχύουν για τα μέταλλα πριν από τη διεξαγωγή της εν λόγω διαδικασίας. Συνήθως, δίνεται προσοχή στη συγκέντρωση άνθρακα. Οι τύποι χάλυβα που είναι κατάλληλοι για εναζώτωση είναι πολύ διαφορετικοί, η κύρια προϋπόθεση είναι ένα κλάσμα άνθρακα 0,3-0,5%. Καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται όταν χρησιμοποιούνται κράματα κραμάτων, καθώς οι πρόσθετες ακαθαρσίες συμβάλλουν στον σχηματισμό πρόσθετων στερεών νιτρωδών. Ένα παράδειγμα χημικής επεξεργασίας μετάλλου είναι ο κορεσμός του επιφανειακού στρώματος κραμάτων, τα οποία περιέχουν ακαθαρσίες με τη μορφή αλουμινίου, χρωμίου και άλλων. Τα κράματα που εξετάζονται συνήθως ονομάζονται νιτρακράματα.

Το άζωτο προστίθεται όταν χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες ποιότητες χάλυβα:

1. Εάν το εξάρτημα υπόκειται σε σημαντική μηχανική κρούση κατά τη λειτουργία, τότε επιλέξτε βαθμό 38Х2МУА. Περιέχει αλουμίνιο, το οποίο προκαλεί μείωση της αντοχής στην παραμόρφωση.
2. Στη βιομηχανία εργαλειομηχανών, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι χάλυβες είναι οι 40X και 40HFA.
3. Στην κατασκευή αξόνων που συχνά υπόκεινται σε φορτία κάμψης, χρησιμοποιούνται οι βαθμοί 38ХГМ και 30ХЗМ.
4. Εάν πρέπει να επιτύχετε υψηλή ακρίβεια κατά την κατασκευή γραμμικές διαστάσεις, για παράδειγμα, κατά τη δημιουργία εξαρτημάτων για μονάδες καυσίμου, χρησιμοποιείται χάλυβας ποιότητας 30ХЗМФ1. Προκειμένου να αυξηθεί σημαντικά η αντοχή της επιφάνειας και η σκληρότητά της, αρχικά πραγματοποιείται κράμα με πυρίτιο.

Όταν επιλέγετε την πιο κατάλληλη ποιότητα χάλυβα, το κύριο πράγμα είναι να συμμορφώνεστε με την προϋπόθεση που σχετίζεται με το ποσοστό περιεκτικότητας σε άνθρακα και επίσης να λαμβάνετε υπόψη τη συγκέντρωση των ακαθαρσιών, οι οποίες έχουν επίσης σημαντικό αντίκτυπο στις ιδιότητες απόδοσης του μετάλλου.

Κύριοι τύποι εναζώτου

Υπάρχουν διάφορες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή εναζώτου χάλυβα. Ας πάρουμε για παράδειγμα την παρακάτω λίστα:

1. Περιβάλλον αμμωνίας-προπανίου. Η νιτροποίηση αερίου έχει γίνει πολύ διαδεδομένη σήμερα. Στην περίπτωση αυτή, το μείγμα αντιπροσωπεύεται από έναν συνδυασμό αμμωνίας και προπανίου, τα οποία λαμβάνονται σε αναλογία 1 προς 1. Όπως δείχνει η πρακτική, η νιτρίωση με αέριο όταν χρησιμοποιείται ένα τέτοιο μέσο απαιτεί θέρμανση σε θερμοκρασία 570 βαθμών Κελσίου και διατήρηση για 3 ώρες. Το προκύπτον στρώμα νιτριδίων χαρακτηρίζεται από μικρό πάχος, αλλά ταυτόχρονα η αντίσταση στη φθορά και η σκληρότητα είναι πολύ υψηλότερες από ό,τι όταν χρησιμοποιείται η κλασική τεχνολογία. Η νιτρίωση των χαλύβδινων εξαρτημάτων σε αυτή την περίπτωση καθιστά δυνατή την αύξηση της σκληρότητας της μεταλλικής επιφάνειας στα 600-1100 HV.
2. Η εκκένωση λάμψης είναι μια τεχνική που περιλαμβάνει επίσης τη χρήση περιβάλλοντος που περιέχει άζωτο. Η ιδιαιτερότητά του έγκειται στη σύνδεση των νιτρωδών μερών με την κάθοδο. Με τη σύνδεση της καθόδου, είναι δυνατό να επιταχυνθεί η διαδικασία αρκετές φορές.
3. Το υγρό μέσο χρησιμοποιείται λίγο λιγότερο συχνά, αλλά και χαρακτηρίζεται υψηλή απόδοση. Ένα παράδειγμα είναι μια τεχνολογία που περιλαμβάνει τη χρήση ενός στρώματος λιωμένου κυανίου. Η θέρμανση πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 600 βαθμών, η περίοδος διατήρησης είναι από 30 λεπτά έως 3 ώρες.

Στη βιομηχανία, το μέσο αερίου έχει γίνει πιο διαδεδομένο λόγω της ικανότητας επεξεργασίας μεγάλων παρτίδων ταυτόχρονα.

Καταλυτική νιτρίωση αερίου

Αυτός ο τύπος χημικής επεξεργασίας περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας ιδιαίτερης ατμόσφαιρας στη σόμπα. Η διάσπαση αμμωνία υποβάλλεται σε προεπεξεργασία σε ειδικό καταλυτικό στοιχείο, το οποίο αυξάνει σημαντικά τον αριθμό των ιονισμένων ριζών. Τα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα σημεία:

1. Η προκαταρκτική προετοιμασία της αμμωνίας σας επιτρέπει να αυξήσετε το μερίδιο της διάχυσης στερεού διαλύματος, το οποίο μειώνει το μερίδιο της αντίδρασης χημικές διεργασίεςκατά τη μετάβαση της δραστικής ουσίας από το περιβάλλον στον σίδηρο.
2. Περιλαμβάνει τη χρήση ειδικού εξοπλισμού που παρέχει τα περισσότερα ευνοϊκές συνθήκεςχημική επεξεργασία.

Εφαρμόσιμος αυτή τη μέθοδογια αρκετές δεκαετίες, σας επιτρέπει να αλλάξετε τις ιδιότητες όχι μόνο μετάλλων, αλλά και κραμάτων τιτανίου. Το υψηλό κόστος εγκατάστασης εξοπλισμού και προετοιμασίας του περιβάλλοντος καθορίζει τη δυνατότητα εφαρμογής της τεχνολογίας στην παραγωγή κρίσιμων εξαρτημάτων που πρέπει να έχουν ακριβείς διαστάσεις και αυξημένη αντοχή στη φθορά.

Ιδιότητες νιτρωμένων μεταλλικών επιφανειών

Αρκετά σημαντικό είναι το ερώτημα ποια σκληρότητα του νιτρωμένου στρώματος επιτυγχάνεται. Όταν εξετάζεται η σκληρότητα, λαμβάνεται υπόψη ο τύπος του υπό επεξεργασία χάλυβα:

1. Ο ανθρακούχο χάλυβας μπορεί να έχει σκληρότητα στην περιοχή 200-250 HV.
2. Τα κράματα μετά τη νιτρίωση αποκτούν σκληρότητα της τάξης των 600-800 HV.
3. Οι νιτραλλοΐνες, που περιέχουν αλουμίνιο, χρώμιο και άλλα μέταλλα, μπορούν να επιτύχουν σκληρότητα έως και 1200 HV.

Άλλες ιδιότητες του χάλυβα αλλάζουν επίσης. Για παράδειγμα, η αντίσταση στη διάβρωση του χάλυβα αυξάνεται, καθιστώντας δυνατή τη χρήση του σε επιθετικά περιβάλλοντα. Η ίδια η διαδικασία εισαγωγής αζώτου δεν οδηγεί στην εμφάνιση ελαττωμάτων, καθώς η θέρμανση πραγματοποιείται σε θερμοκρασία που δεν αλλάζει το ατομικό πλέγμα.

Και οι βιομηχανικά ανεπτυγμένες βιομηχανίες σήμερα προτιμούν τη χημική-θερμική επεξεργασία, ιδίως τη νιτρίωση πλάσματος ιόντων (εφεξής καλούμενη IPA), η οποία συγκρίνεται ευνοϊκά με οικονομικό σημείοόραμα από θερμικές τεχνολογίες. Σήμερα, το IPA χρησιμοποιείται ενεργά στη μηχανολογία, τη ναυπηγική και την κατασκευή εργαλειομηχανών, τη γεωργική και επισκευαστική βιομηχανία, καθώς και για την παραγωγή εγκαταστάσεων της βιομηχανίας ενέργειας. Μεταξύ των επιχειρήσεων που χρησιμοποιούν ενεργά την τεχνολογία νιτροποίησης ιόντων πλάσματος είναι τόσο μεγάλα ονόματα όπως η γερμανική εταιρεία Daimler Chrysler, ο γίγαντας της αυτοκινητοβιομηχανίας BMW, η σουηδική Volvo, το εργοστάσιο τρακτέρ της Λευκορωσίας, η KamAZ και η BelAZ. Επιπλέον, τα πλεονεκτήματα του IPA εκτιμήθηκαν από τους κατασκευαστές εργαλείων πίεσης: Skandex, Nughovens.

Τεχνολογία διαδικασίας

Η νιτρίωση πλάσματος ιόντων, που χρησιμοποιείται για εργαλεία εργασίας, εξαρτήματα μηχανών, εξοπλισμό σφράγισης και χύτευσης, εξασφαλίζει τον κορεσμό του επιφανειακού στρώματος του προϊόντος με άζωτο ή μείγμα αζώτου-άνθρακα (ανάλογα με το υλικό του τεμαχίου εργασίας). Οι εγκαταστάσεις για IPA λειτουργούν σε σπάνια ατμόσφαιρα σε πιέσεις έως 1000 Pa. Ο θάλαμος, που λειτουργεί με την αρχή ενός συστήματος καθόδου-ανόδου, τροφοδοτείται με μείγμα αζώτου-υδρογόνου για την επεξεργασία χυτοσιδήρου και διαφόρων χάλυβων ή καθαρό άζωτο ως αέριο εργασίας για την εργασία με τιτάνιο και τα κράματά του. Το τεμάχιο εργασίας χρησιμεύει ως κάθοδος και τα τοιχώματα του θαλάμου ως άνοδος. Η διέγερση ενός ανώμαλα λαμπερού φορτίου ξεκινά τον σχηματισμό πλάσματος και, κατά συνέπεια, ενός ενεργού μέσου, το οποίο περιλαμβάνει φορτισμένα ιόντα, άτομα και μόρια του μίγματος εργασίας που βρίσκονται σε διεγερμένη κατάσταση. Η χαμηλή πίεση εξασφαλίζει ομοιόμορφη και πλήρη κάλυψη του τεμαχίου εργασίας με λάμψη. Η θερμοκρασία πλάσματος κυμαίνεται από 400 έως 950 βαθμούς ανάλογα με το αέριο εργασίας.

Η νιτρίωση πλάσματος ιόντων απαιτεί 2-3 φορές λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια και η ποιότητα της επιφάνειας του επεξεργασμένου προϊόντος μας επιτρέπει να εξαλείψουμε εντελώς το στάδιο λείανσης φινιρίσματος

Το φιλμ που σχηματίζεται στην επιφάνεια αποτελείται από δύο στρώματα: κατώτερη διάχυση και ανώτερο νιτρίδιο. Η ποιότητα του τροποποιημένου επιφανειακού στρώματος και οικονομική αποτελεσματικότηταΗ διαδικασία στο σύνολό της εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης του αερίου εργασίας, της θερμοκρασίας και της διάρκειας της διαδικασίας.

Η διασφάλιση σταθερής θερμοκρασίας εξαρτάται από τις διεργασίες ανταλλαγής θερμότητας που πραγματοποιούνται απευθείας μέσα στον θάλαμο IPA. Για τη μείωση της έντασης των διεργασιών ανταλλαγής με τα τοιχώματα του θαλάμου, χρησιμοποιούνται ειδικά, μη θερμοαγώγιμα κόσκινα. Επιτρέπουν σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας στην κατανάλωση. Η θερμοκρασία της διεργασίας, σε συνδυασμό με τη διάρκεια, επηρεάζει το βάθος διείσδυσης των νιτριδίων, γεγονός που προκαλεί αλλαγές στο γράφημα της κατανομής βάθους των δεικτών σκληρότητας. Θερμοκρασίες κάτω των 500 βαθμών είναι οι πιο βέλτιστες για τη νιτροποίηση ψυχρής κατεργασίας κραματοποιημένου χάλυβα και μαρτενσιτικών υλικών, καθώς η απόδοση αυξάνεται χωρίς αλλαγή της σκληρότητας του πυρήνα ή θερμική καταστροφή της εσωτερικής δομής.
Η σύνθεση του ενεργού μέσου επηρεάζει την τελική σκληρότητα και το μέγεθος της ζώνης νιτριδίου και εξαρτάται από τη σύνθεση του τεμαχίου εργασίας.

Αποτελέσματα χρήσης της νιτρίωσης πλάσματος ιόντων

Η νιτρίωση πλάσματος ιόντων καθιστά δυνατή την αύξηση της αντοχής στη φθορά, ενώ ταυτόχρονα μειώνει την τάση για καταστροφή λόγω κόπωσης στη μεταλλική δομή. Η απόκτηση των απαραίτητων επιφανειακών ιδιοτήτων καθορίζεται από την αναλογία του βάθους και της σύνθεσης των στρωμάτων διάχυσης και νιτριδίου. Το στρώμα νιτριδίου, με βάση τη χημική του σύνθεση, συνήθως χωρίζεται σε δύο καθοριστικές φάσεις: «γάμα» με υψηλό ποσοστό ενώσεων Fe4N και «upsilon» με Fe2N Fe3N. Η -φάση χαρακτηρίζεται από χαμηλή πλαστικότητα του επιφανειακού στρώματος με υψηλή αντοχή σε διάφορους τύπους διάβρωσης, η φάση ε παρέχει μια σχετικά πλαστική επίστρωση ανθεκτική στη φθορά.

Όσον αφορά το στρώμα διάχυσης, η παρακείμενη αναπτυγμένη ζώνη νιτριδίου μειώνει την πιθανότητα σχηματισμού διακρυσταλλικής διάβρωσης, παρέχοντας μια ποιότητα τραχύτητας επαρκή για ενεργή τριβή. Τα μέρη με αυτή την αναλογία στρώματος χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε μηχανισμούς ανθεκτικούς στη φθορά. Ο αποκλεισμός του στρώματος νιτριδίου αποτρέπει την καταστροφή κατά τη διάρκεια μόνιμη μετατόπισηδυνάμεις φορτίου υπό συνθήκες επαρκώς υψηλής πίεσης.

Οτι. Η νιτρίωση πλάσματος ιόντων χρησιμοποιείται για τη βελτιστοποίηση της αντοχής στη φθορά, τη θερμότητα και τη διάβρωση με αλλαγές στην αντοχή στην κόπωση και στην τραχύτητα, γεγονός που επηρεάζει την πιθανότητα γρατσουνίσματος του επιφανειακού στρώματος.

Πλεονεκτήματα της νιτρίωσης πλάσματος ιόντων

Η νιτρίωση πλάσματος ιόντων σε μια καλά λειτουργική τεχνική διεργασία δίνει μια ελάχιστη διακύμανση στις ιδιότητες της επιφάνειας από μέρος σε μέρος με σχετικά χαμηλή ενεργειακή ένταση, γεγονός που καθιστά το IPA πιο ελκυστικό από την παραδοσιακή νιτρίωση αερίου, τη νιτροανθρακοποίηση και την κυανίωση.

Η νιτρίωση πλάσματος ιόντων εξαλείφει την παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας και η δομή του νιτρωμένου στρώματος παραμένει αμετάβλητη ακόμη και όταν το εξάρτημα θερμαίνεται στους 650 βαθμούς, γεγονός που, σε συνδυασμό με τη δυνατότητα λεπτής προσαρμογής των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων, επιτρέπει τη χρήση του IPA για λύσει μια μεγάλη ποικιλία προβλημάτων. Επιπλέον, η νιτρίωση με τη μέθοδο ιόντων πλάσματος είναι εξαιρετική για την επεξεργασία χάλυβα διαφόρων ποιοτήτων, καθώς η θερμοκρασία λειτουργίας της διαδικασίας στο μείγμα αζώτου-άνθρακα δεν υπερβαίνει τους 600 βαθμούς, γεγονός που εξαλείφει τη ζημιά στην εσωτερική δομή και, ακόμη και το αντίστροφο , βοηθά στη μείωση της πιθανότητας αστοχιών κόπωσης και ζημιάς λόγω της υψηλής ευθραυστότητας της φάσης νιτριδίου.

Για να αυξηθούν οι αντιδιαβρωτικές ιδιότητες και η σκληρότητα της επιφάνειας χρησιμοποιώντας τη μέθοδο νιτρώσεως ιόντων πλάσματος, είναι κατάλληλα τεμάχια κατεργασίας οποιουδήποτε σχήματος και μεγέθους με διαμπερείς και τυφλές οπές. Η προστασία οθόνης κατά της νιτρίωσης δεν είναι μια σύνθετη τεχνική λύση, επομένως η επεξεργασία μεμονωμένων τμημάτων οποιουδήποτε σχήματος είναι εύκολη και απλή.

Σε σύγκριση με άλλες μεθόδους ενίσχυσης και αύξησης της διακοκκώδους αντίστασης, το IPA διακρίνεται από μια πολλαπλάσια μείωση στη διάρκεια της τεχνικής διαδικασίας και μια μείωση της κατανάλωσης αερίου εργασίας κατά δύο τάξεις μεγέθους. Οτι. Η νιτρίωση πλάσματος ιόντων απαιτεί 2-3 φορές λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια και η ποιότητα της επιφάνειας του επεξεργασμένου προϊόντος μας επιτρέπει να εξαλείψουμε εντελώς το στάδιο λείανσης φινιρίσματος. Επιπλέον, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί η αντίστροφη διαδικασία εναζώτου, για παράδειγμα πριν από την άλεση.

Επίλογος

Δυστυχώς, ακόμη και σε σύγκριση με τις γειτονικές χώρες, οι εγχώριοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν τη νιτρίωση με τη μέθοδο του πλάσματος ιόντων αρκετά σπάνια, αν και τα οικονομικά και φυσικά και μηχανικά πλεονεκτήματα είναι ορατά με γυμνό μάτι. Η εισαγωγή της νιτρίωσης ιόντων πλάσματος στην παραγωγή βελτιώνει τις συνθήκες εργασίας, αυξάνει την παραγωγικότητα και μειώνει το κόστος εργασίας, ενώ η διάρκεια ζωής του επεξεργασμένου προϊόντος αυξάνεται 5 φορές. Κατά κανόνα, το ζήτημα της κατασκευής τεχνικών διαδικασιών με χρήση εγκαταστάσεων για το IPA έρχεται σε αντίθεση με το πρόβλημα οικονομικό σχέδιο, αν και δεν υπάρχουν υποκειμενικά πραγματικά εμπόδια. Η νιτροποίηση πλάσματος ιόντων, με έναν αρκετά απλό σχεδιασμό εξοπλισμού, εκτελεί πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα, η εφαρμογή των οποίων με άλλες μεθόδους είναι δυνατή μόνο σε στάδια, όταν το κόστος και η διάρκεια αυξάνονται απότομα. Επιπλέον, υπάρχουν αρκετές εταιρείες στη Ρωσία και τη Λευκορωσία που συνεργάζονται με ξένους κατασκευαστές εξοπλισμού για το IPA, γεγονός που καθιστά την αγορά τέτοιων εγκαταστάσεων πιο προσιτή και φθηνότερη. Προφανώς, το κύριο πρόβλημα έγκειται μόνο στη μπανάλ λήψη αποφάσεων, η οποία, όπως και η ρωσική παράδοση, θα πάρει πολύ και δύσκολο χρόνο για να μας βρει.

Επιστήμη υλικών: σημειώσεις διάλεξης Alekseev Viktor Sergeevich

7. Χημική-θερμική επεξεργασία: νιτροποίηση, νιτροποίηση ιόντων

Χημική-θερμική επεξεργασία– η νιτρίωση χρησιμοποιείται για την αύξηση της σκληρότητας της επιφάνειας διαφόρων εξαρτημάτων - γρανάζια, χιτώνια, άξονες κ.λπ. κατασκευασμένα από χάλυβα 38ХМУА, 38ХВФУА, 18Х2Н4ВА, 40ХНВА κ.λπ. Εναζώτωση– τελευταία επέμβαση σε τεχνολογική διαδικασίακατασκευή ανταλλακτικών. Πριν από τη νιτροποίηση, πραγματοποιείται πλήρης θερμική και μηχανική επεξεργασία και ομοιόμορφη λείανση μετά τη νιτροποίηση, επιτρέπεται μόνο το φινίρισμα με αφαίρεση μετάλλου έως και 0,02 mm ανά πλευρά. Εναζώτωσηονομάζεται χημική-θερμική επεξεργασία, κατά την οποία επέρχεται κορεσμός διάχυσης της επιφανειακής στιβάδας με άζωτο. Ως αποτέλεσμα της νιτρίωσης, παρέχονται τα ακόλουθα: υψηλή σκληρότητα του επιφανειακού στρώματος (έως 72 HRC), υψηλή αντοχή σε κόπωση, αντοχή στη θερμότητα, ελάχιστη παραμόρφωση, μεγαλύτερη αντοχή στη φθορά και τη διάβρωση. Η νιτρίωση πραγματοποιείται σε θερμοκρασίες από +500 έως +520 °C για 8–9 ώρες. Το βάθος της νιτρωμένης στρώσης είναι 0,1–0,8 mm. Στο τέλος της διαδικασίας εναζώτου, τα μέρη ψύχονται στους +200–300 °C μαζί με τον κλίβανο σε ένα ρεύμα αμμωνίας και στη συνέχεια στον αέρα.

Το επιφανειακό στρώμα δεν μπορεί να χαραχθεί. Πιο βαθιά από αυτό είναι μια δομή που μοιάζει με σορβιτόλη. Η διαδικασία της υγρής νιτρίωσης σε τετηγμένα κυανιούχα άλατα χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Το πάχος της νιτρωμένης στρώσης είναι 0,15-0,5 mm.

Το νιτρωμένο στρώμα δεν είναι επιρρεπές σε εύθραυστο κάταγμα. Η σκληρότητα της νιτρωμένης στρώσης ανθρακούχων χάλυβων είναι έως 350 HV, κραματοποιημένη - έως 1100 HV. Τα μειονεκτήματα της διαδικασίας είναι η τοξικότητα και το υψηλό κόστος των αλάτων κυανίου.

Ορισμένες βιομηχανίες χρησιμοποιούν τη νιτρίωση ιόντων, η οποία έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη νιτρίωση με αέριο και υγρό. Η ιοντική νιτρίωση πραγματοποιείται σε ένα σφραγισμένο δοχείο στο οποίο δημιουργείται μια ατμόσφαιρα που περιέχει σπάνια άζωτο. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται καθαρό άζωτο, αμμωνία ή μείγμα αζώτου και υδρογόνου. Τα μέρη που τοποθετούνται στο εσωτερικό του δοχείου συνδέονται με τον αρνητικό πόλο μιας πηγής σταθερής ηλεκτροκινητικής δύναμης. Το σώμα του δοχείου χρησιμεύει ως άνοδος. Ενεργοποιείται υψηλή τάση (500-1000 V) μεταξύ της ανόδου και της καθόδου - πραγματοποιείται ιονισμός αερίου. Τα θετικά φορτισμένα ιόντα αζώτου που προκύπτουν ορμούν στον αρνητικό πόλο - την κάθοδο. Κοντά στην κάθοδο δημιουργείται υψηλή ένταση ηλεκτρικού πεδίου. Η υψηλή κινητική ενέργεια που διαθέτουν τα ιόντα αζώτου μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Το εξάρτημα θερμαίνεται από +470 έως +580 °C σε σύντομο χρονικό διάστημα (15–30 λεπτά), η διάχυση αζώτου γίνεται βαθιά μέσα στο μέταλλο, δηλαδή η νιτρίωση.

Σε σύγκριση με τη νιτρίωση σε κλιβάνους, η νιτροποίηση ιόντων μπορεί να μειώσει τη συνολική διάρκεια της διαδικασίας κατά 2-3 φορές και να μειώσει την παραμόρφωση των εξαρτημάτων λόγω της ομοιόμορφης θέρμανσης.

Η νιτρίωση με ιόντα των ανθεκτικών στη διάβρωση χάλυβων και κραμάτων επιτυγχάνεται χωρίς πρόσθετη κατεργασία απενεργοποίησης. Το πάχος της νιτρωμένης στρώσης είναι 1 mm ή περισσότερο, η επιφανειακή σκληρότητα είναι 500-1500 HV. Μέρη αντλιών, εγχυτήρες, βίδες μολύβδου μηχανής, άξονες και πολλά άλλα υποβάλλονται σε νιτρίωση ιόντων.

Αυτό το κείμενο είναι ένα εισαγωγικό απόσπασμα.Από το βιβλίο του συγγραφέα

Επεξεργασία μετάλλων Η επεξεργασία μετάλλων περιλαμβάνει έναν αρκετά μεγάλο αριθμό εργασιών διάφορα είδη, αλλά καθένα από αυτά ξεκινά με την προετοιμασία της επιφάνειας που πρόκειται να επεξεργαστεί. Τι σημαίνει η μηχανική επεξεργασία ενός μεταλλικού εξαρτήματος; Πρώτα απ 'όλα, ελέγξτε τις διαστάσεις του και

Από το βιβλίο του συγγραφέα

Επεξεργασία οπών Διάτρηση μετάλλου Είναι ίσως δύσκολο να φανταστεί κανείς την κατασκευή και τη συναρμολόγηση οποιουδήποτε μηχανισμού χωρίς την ανάγκη διάνοιξης και περαιτέρω επεξεργασίας οπών. Ναι, και σε άλλους τομείς παραγωγής μετάλλων, είτε είναι

Από το βιβλίο του συγγραφέα

Θερμική επεξεργασία τελικών προϊόντων Η θερμική επεξεργασία πραγματοποιείται σε τελειωμένη σφυρηλάτηση και χρησιμεύει για την αλλαγή της δομής του μετάλλου. Η ποιότητα του προϊόντος και η αντοχή του εξαρτώνται από τη σωστή εφαρμογή του

Από το βιβλίο του συγγραφέα

Επεξεργασία σήματος Όταν επιλέγετε τον τύπο της συσκευής αισθητήρα που χρησιμοποιείται σε ένα ρομπότ, είναι απαραίτητο να αποφασίσετε για το ζήτημα της ανάγνωσης και επεξεργασίας του σήματος που προέρχεται από αυτό. Vjui Πολλοί αισθητήρες είναι αισθητήρες αντίστασης, που σημαίνει ότι η αντίστασή τους ποικίλλει ανάλογα

Από το βιβλίο του συγγραφέα

6. Χημική-θερμική επεξεργασία: ενανθράκωση, νιτροανθρακοποίηση Για να αλλάξει η χημική σύνθεση, η δομή και οι ιδιότητες του επιφανειακού στρώματος των μερών, υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία σε ένα χημικά ενεργό περιβάλλον, που ονομάζεται χημική-θερμική επεξεργασία. Μαζί της

Από το βιβλίο του συγγραφέα

1. Ανθρακούχα και κράματα δομικοί χάλυβες: σκοπός, θερμική επεξεργασία, ιδιότητες Οι υψηλής ποιότητας δομικοί χάλυβες άνθρακα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή προϊόντων έλασης, σφυρηλάτησης, βαθμονομημένου χάλυβα, ασημένιου χάλυβα, επιμήκους χάλυβα, σφραγίδων και πλινθωμάτων. Αυτοί οι χάλυβες

Από το βιβλίο του συγγραφέα

Θερμική επεξεργασία Η θερμική επεξεργασία είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας, η ουσία της οποίας είναι η θέρμανση του γυαλιού σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η συγκράτηση του σε αυτή τη θερμοκρασία και στη συνέχεια η ψύξη του σε μια δεδομένη ταχύτητα προκειμένου να αλλάξουν είτε οι ιδιότητες του γυαλιού είτε το σχήμα του.

Από το βιβλίο του συγγραφέα

6. Θερμική επεξεργασία κραμάτων κοσμημάτων. Γενικές διατάξεις Η θερμική επεξεργασία περιλαμβάνει τις ακόλουθες βασικές εργασίες: ανόπτηση, σκλήρυνση, γήρανση και σκλήρυνση (για σιδηρούχα μέταλλα). Η χρήση ενός ή άλλου τύπου θερμικής επεξεργασίας υπαγορεύεται από τις απαιτήσεις που

Από το βιβλίο του συγγραφέα

6.1. Θερμική επεξεργασία κραμάτων χύτευσης Σύμφωνα με τον ταξινομητή των κραμάτων κοσμημάτων (Εικ. 3.36), τα κυριότερα είναι τα ευγενή κράματα με βάση το ασήμι, το χρυσό και την πλατίνα, καθώς και τα κράματα χαλκού, αλουμινίου και ψευδαργύρου. Επωφελείς εργασίες θερμικής επεξεργασίας

Από το βιβλίο του συγγραφέα

13. Θερμική επεξεργασία κραμάτων κοσμήματος Ο κύριος τύπος θερμικής επεξεργασίας κραμάτων κοσμήματος είναι η ανακρυστάλλωση. Ορίζεται είτε ως ενδιάμεσο στάδιο μεταξύ εργασιών ψυχρής πλαστικής παραμόρφωσης, είτε ως τελικό στάδιο - προκειμένου να

Από το βιβλίο του συγγραφέα

13.1. Θερμική επεξεργασία κραμάτων με βάση το άργυρο Τα κράματα του συστήματος Ag – Cu υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία, καθώς ο χαλκός είναι περιορισμένα διαλυτός στον άργυρο και η διαλυτότητά του αλλάζει ανάλογα με τη θερμοκρασία με

Από το βιβλίο του συγγραφέα

13.2. Θερμική επεξεργασία κραμάτων με βάση το χρυσό Τα δυαδικά κράματα χρυσού - αργύρου δεν σκληρύνονται θερμικά, καθώς ο άργυρος και ο χρυσός είναι απείρως διαλυτά στη στερεά κατάσταση Τα τριμερή κράματα του συστήματος Au - Ag - Cu ενισχύονται με θερμική επεξεργασία. Σκληρυντικό αποτέλεσμα

Από το βιβλίο του συγγραφέα

7.3.1. ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΙΑΒΡΩΣΗ Ηλεκτρική διάβρωση, δηλ. Η καταστροφή των επαφών υπό την επίδραση ηλεκτρικών εκκενώσεων είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό. Πολλές έρευνες έχουν αφιερωθεί στην εξάλειψη ή τουλάχιστον στη μείωση της καταστροφής των επαφών Έρευνα για το φαινόμενο των ελεγχόμενων

Από το βιβλίο του συγγραφέα

38. Χημική-θερμική επεξεργασία χάλυβα. Σκοπός, είδη και γενικά μοτίβα. Κορεσμός διάχυσης κραμάτων με μέταλλα και μη μέταλλα Χημική-θερμική επεξεργασία (CHT) - επεξεργασία με συνδυασμό θερμικών και χημικών επιδράσεων για αλλαγή της σύνθεσης και της δομής

ΝΙΤΡΩΣΗ ΙΟΝΤΩΝ-ΠΛΑΣΜΑΤΟΣ ΩΣ ΜΙΑ ΑΠΟ ΤΙΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ

, , μαθητές?

, τέχνη. δάσκαλος

Η βελτίωση της ποιότητας του μετάλλου και των μηχανικών ιδιοτήτων του είναι ο κύριος τρόπος για την αύξηση της ανθεκτικότητας των εξαρτημάτων και μία από τις κύριες πηγές εξοικονόμησης χάλυβα και κραμάτων. Η βελτίωση της ποιότητας και της αντοχής των προϊόντων επιτυγχάνεται μέσω της ορθολογικής επιλογής υλικών και μεθόδων σκλήρυνσης, επιτυγχάνοντας παράλληλα υψηλή τεχνική και οικονομική απόδοση. Υπάρχουν πολλά διάφορες μεθόδουςεπιφανειακή σκλήρυνση - τρέχουσα σκλήρυνση υψηλή συχνότητα, πλαστική παραμόρφωση, χημική θερμική επεξεργασία (CHT), επεξεργασία πλάσματος λέιζερ και ιόντων.

Η διαδικασία εναζώτου αερίου, που χρησιμοποιείται παραδοσιακά στη βιομηχανία, ως ένας από τους τύπους χημικής επεξεργασίας, είναι η διαδικασία κορεσμού διάχυσης του επιφανειακού στρώματος του χάλυβα με άζωτο. Η νιτροποίηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μεγάλη επίδραση για την αύξηση της αντοχής στη φθορά, της σκληρότητας, της αντοχής σε κόπωση, της αντοχής στη διάβρωση και στη σπηλαίωση διαφόρων υλικών (δομικοί χάλυβες, ανθεκτικοί στη θερμότητα χάλυβες και κράματα, μη μαγνητικοί χάλυβες κ.λπ.). πλεονεκτήματα, όπως: σχετική απλότητα της διαδικασίας, δυνατότητα χρήσης γενικού εξοπλισμού και συσκευών για την τοποθέτηση εξαρτημάτων, δυνατότητα εναζώτου εξαρτημάτων οποιουδήποτε μεγέθους και σχήματος. Ταυτόχρονα, η νιτροποίηση με αέριο έχει επίσης μια σειρά από μειονεκτήματα: τη μεγάλη διάρκεια διεργασίας (20-30 ώρες) ακόμη και κατά τη νιτρίωση σε μικρά πάχη στιβάδων (0,2-0,3 mm). η διαδικασία είναι δύσκολο να αυτοματοποιηθεί. Η τοπική προστασία επιφανειών που δεν υπόκεινται σε νιτρίωση είναι δύσκολη. η εφαρμογή διαφόρων γαλβανικών επιστρώσεων (επιχάλκωση, επικασσιτέρωση, επινικελίωση κ.λπ.) απαιτεί την οργάνωση ειδικής παραγωγής.

Ένας από τους τομείς της εντατικοποίησης της παραγωγής είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή του βιομηχανικές επιχειρήσειςνέες υποσχόμενες διαδικασίες και τεχνολογίες που βελτιώνουν την ποιότητα των προϊόντων, μειώνουν το κόστος εργασίας για την παραγωγή τους, αυξάνουν την παραγωγικότητα της εργασίας και βελτιώνουν τις συνθήκες υγιεινής και υγιεινής στην παραγωγή.

Μια τέτοια προοδευτική τεχνολογία είναι η νιτροποίηση πλάσματος ιόντων (IPA) - ένας τύπος χημικής-θερμικής επεξεργασίας εξαρτημάτων μηχανών, εργαλείων, εξοπλισμού σφράγισης και χύτευσης, που εξασφαλίζει κορεσμό διάχυσης του επιφανειακού στρώματος χάλυβα και χυτοσιδήρου με άζωτο (άζωτο και άνθρακας) στο ένα πλάσμα αζώτου-υδρογόνου σε θερμοκρασία
400-600ºС, τιτάνιο και κράματα τιτανίου σε θερμοκρασία 800-950 ºС σε πλάσμα που περιέχει άζωτο. Αυτή η διαδικασία είναι πλέον ευρέως διαδεδομένη σε όλα τα οικονομικά προηγμένες χώρες: ΗΠΑ, Γερμανία, Ελβετία, Ιαπωνία, Αγγλία, Γαλλία.

Σε πολλές περιπτώσεις, η νιτρίωση ιόντων είναι πιο κατάλληλη από τη νιτρίωση με αέριο. Τα πλεονεκτήματα του IPA στο πλάσμα εκκένωσης λάμψης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: την ικανότητα ελέγχου της διαδικασίας κορεσμού, η οποία εξασφαλίζει την παραγωγή μιας επικάλυψης υψηλής ποιότητας με δεδομένη σύνθεση και δομή φάσης. εξασφαλίζοντας απολύτως την ίδια δραστηριότητα του αερίου μέσου σε ολόκληρη την επιφάνεια του τμήματος που καλύπτεται από την εκκένωση πυράκτωσης, αυτό διασφαλίζει τελικά την παραγωγή ενός νιτρωμένου στρώματος ομοιόμορφου πάχους. μείωση της έντασης εργασίας της τοπικής προστασίας επιφανειών που δεν υπόκεινται σε νιτρίωση, η οποία πραγματοποιείται με μεταλλικές σήτες. απότομη μείωση της διάρκειας της νιτροποίησης των εξαρτημάτων (2-2,5 φορές). μείωση της παραμόρφωσης των εξαρτημάτων. Η χρήση του IPA αντί της ενανθράκωσης, της νιτροανθρακοποίησης, της νιτροποίησης αερίου ή υγρού, της ογκομετρικής ή υψηλής συχνότητας σκλήρυνσης σάς επιτρέπει να εξοικονομήσετε κεφαλαιουχικό εξοπλισμό και χώρο παραγωγής, να μειώσετε το κόστος εργαλειομηχανών και μεταφοράς και να μειώσετε την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και ενεργών αερίων μέσων.

Η ουσία της διαδικασίας νιτροποίησης ιόντων είναι η εξής. Σε έναν κλειστό κενό χώρο μεταξύ του τμήματος (κάθοδος) και του περιβλήματος του κλιβάνου (άνοδος), διεγείρεται μια εκκένωση λάμψης. Η νιτρίωση πραγματοποιείται με ανώμαλη εκκένωση λάμψης, σε υψηλή τάση της τάξης του W. Οι σύγχρονες εγκαταστάσεις εξασφαλίζουν τη σταθερότητα μιας εκκένωσης λάμψης στο όριο της μετάβασής της στο κανονικό και το τόξο. Η αρχή λειτουργίας των συσκευών πυρόσβεσης τόξου βασίζεται σε βραχυπρόθεσμη διακοπή λειτουργίας της εγκατάστασης όταν αναφλέγεται ένα βολταϊκό τόξο.

Η νιτρίωση αυξάνει την αντίσταση στη διάβρωση των εξαρτημάτων που κατασκευάζονται από άνθρακα και χάλυβες χαμηλής κραματοποίησης. Τα μέρη που νιτρώνονται για να αυξήσουν την αντοχή της επιφάνειας και την αντοχή στη φθορά αποκτούν ταυτόχρονα ιδιότητες έναντι της διάβρωσης στον ατμό, το νερό της βρύσης, τα αλκαλικά διαλύματα, το αργό πετρέλαιο, τη βενζίνη και τις μολυσμένες ατμόσφαιρες. Η νιτρίωση ιόντων αυξάνει σημαντικά τη σκληρότητα των εξαρτημάτων, η οποία οφείλεται στην κατακρήμνιση νιτριδίων με υψηλή διασπορά, η ποσότητα και η διασπορά της οποίας επηρεάζει την επιτευχθείσα σκληρότητα. Η νιτρίωση αυξάνει το όριο κόπωσης. Αυτό εξηγείται, πρώτον, από την αύξηση της αντοχής της επιφάνειας και, δεύτερον, από την εμφάνιση υπολειπόμενων θλιπτικών τάσεων σε αυτήν.

Τα πλεονεκτήματα της νιτροποίησης ιόντων γίνονται πλήρως αντιληπτά σε μεγάλης κλίμακας και μαζική παραγωγή, κατά την ενίσχυση μεγάλων παρτίδων παρόμοιων εξαρτημάτων. Μεταβάλλοντας τη σύνθεση του αερίου, την πίεση, τη θερμοκρασία και τον χρόνο διατήρησης, μπορούν να ληφθούν στρώματα μιας δεδομένης δομής και σύνθεσης φάσης. Η χρήση της νιτροποίησης ιόντων παρέχει τεχνικά, οικονομικά και κοινωνικά αποτελέσματα.