حالة التطبيق واتجاه التنمية لعملية نيترة الأرض النادرة

منذ منتصف الثمانينيات من القرن الماضي ، في الإنتاج ، بعض التروس التي يتم معالجتها بشكل عام بكربنة سبائك الصلب وعملية التبريد لديها متطلبات قوة أعلى ، فضلاً عن متطلبات السرعة العالية والطاقة العالية والموثوقية العالية. ومع ذلك ، فإن شكل الفولاذ بعد المعالجة بالكربنة والتبريد كبير نسبيًا ، ويجب إضافة الخطوات اللاحقة مثل معالجة طحن التروس. ليس من السهل تحقيق معالجة طحن التروس للتروس غير الملتوية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التطور السريع لصناعة الطيران في السنوات الأخيرة قد شجع أيضًا على تطبيق حلقات كبيرة الدقة وأجزاء رقيقة الجدران. في الوقت الحالي ، تعتمد المعالجة السطحية لهذه الأجزاء الفولاذية في الغالب على عملية الكربنة والتبريد ، والتي تواجه أيضًا مشكلة صعوبة المعالجة النهائية والتشكيل والتشوه الكبير بعد التبريد. بالمقارنة مع قطعة العمل المكربنة ، فإن قطعة العمل بعد النيترة بها تشوه أقل ، مما يمكن أن يحل المشاكل المذكورة أعلاه بشكل أفضل.

نظرًا لأن عمليتي المعالجة الحرارية الأكثر شيوعًا لتصلب السطح ، فإن النتردة والكربنة لها مزاياها الخاصة. تكون مقاومة التآكل للطبقة النيتروجينية أفضل من الطبقة المكربنة ، والصلابة أعلى ، لكن دورة العملية أطول من تلك الخاصة بالطبقة المكربنة. الطبقة الآزوتية ضحلة من الطبقة الكربونية (0.3 ～ 0.5 مم) ، وسعة الحمل والصدمات ضعيفة نسبيًا. . أظهرت الدراسات التجريبية أن المعالجة بالنترة العميقة (> 0.55 مم) يمكن أن تحل جزئيًا محل عملية الكربنة ، ويمكنها أيضًا تحسين مقاومة التأثير وقدرة التحمل للطبقة الكربنة بشكل فعال.

منذ أن تم تطبيق العناصر الأرضية النادرة على المعالجة الحرارية الكيميائية ، أجرى العلماء في الداخل والخارج العديد من الدراسات حول دور الأتربة النادرة في عملية النيترة ، وحققوا نتائج ملحوظة. أي أن إضافة تربة نادرة في عملية النيترة يمكن أن تزيد بشكل فعال من معدل التسلل وصلابة طبقة التسلل. ، مما يجعل طبقة التسلل أكثر سمكًا وتحسين البنية ، وبالتالي يكون لها دور مزدوج في التحفيز والسبائك الدقيقة. يعتمد تطوير تقنية نيترة الأرض النادرة على خصائصها الخاصة ، أي أن بنية الطبقة الإلكترونية الفريدة تجعلها تتمتع بنشاط كيميائي قوي.

إضافة العناصر الأرضية النادرة إلى عملية النيترة لها مزايا عديدة: أولاً ، يمكنها تسريع عملية النيترة ؛ ثانيًا ، يمكنه تقليل درجة حرارة النيتروجين بشكل فعال ؛ ثالثًا ، يمكن أن يزيد بشكل كبير من عمر خدمة المعدات وتركيبات قطع العمل ؛ رابعًا ، يمكنه تحسين إجهاد الانحناء للأجزاء ، وقوة إجهاد التلامس ومقاومة التآكل ، وما إلى ذلك ، لذلك ، في نيترة التروس الصينية ، أدى إدخال العناصر الأرضية النادرة في عملية المعالجة الحرارية الكيميائية إلى تحسين العملية إلى مستوى جديد وتحسين كبير جودة المنتج ، وبالتالي تحقيق التكامل المبكر مع المعايير الدولية وتعزيز القدرة التنافسية الدولية.

1. حالة تطبيق عملية النيترة التقليدية

النيترة هي تقنية معالجة حرارية كيميائية سطحية مستخدمة على نطاق واسع. الغرض من عملية النيترة هو الحصول على صلابة سطح أعلى دون تغيير خصائصه وحجم قطعة العمل بشكل أساسي ، وفي الوقت نفسه ، يمكنها تحسين مقاومة التآكل وتعزيز عمر التعب. . مثل عمليات المعالجة الحرارية الكيميائية الأخرى ، تشتمل عملية النيتروجين على تحلل وسط النيتروجين ، والتفاعل في عامل النيتروجين ، والانتشار ، وتفاعل واجهة الطور ، وانتشار عنصر النيتروجين المتسرب في الحديد ، وتكوين النيتريد. وفقًا لمخطط طور سبيكة Fe-N ، تكون درجة حرارة النيترة عمومًا أقل من 590 درجة مئوية (درجة حرارة eutectoid من النيتروجين) ، وتشكل طبقة النيتروجين طور ومرحلة α من السطح إلى الداخل. نظرًا لأن معدل انتشار ذرات النيتروجين في طور إبسيلون هو الأبطأ ، بعد تكوين الطبقة النيتروجينية ، فإن مرحلة إبسيلون ستعمل كحاجز لعرقلة الانتشار الداخلي لذرات النيتروجين. لذلك ، في ظل الظروف العادية ، سينخفض ​​معدل نمو طبقة النيترة بشكل ملحوظ بعد النيترة لفترة من الزمن.
عملية نيترة التربة النادرة

2.1 آلية نيترة الأرض النادرة

الأرض النادرة هي مصطلح جماعي لـ 17 عنصرًا بما في ذلك عناصر اللانثانيد والسكانديوم (Sc) والإيتريوم (Y). هذه العناصر الأرضية النادرة نشطة نسبيًا وتقع بين المغنيسيوم (Mg) والألمنيوم (Al). نظرًا لخصائصه الفريدة ، فإنه يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات. كما أنه بسبب هذه الخصائص يمكن استخدامه كمسرع للمعالجة الحرارية واستخدامه في المعالجة الحرارية الكيميائية. في المعالجة الحرارية الكيميائية ، غالبًا ما يكون اللانثانم (La) والسيريوم (Ce) هما العنصران الرئيسيان ، لأنهما لهما بنية طبقة إلكترونية 4f وقوة كهرسلبية كيميائية ، مثل السيريوم (Ce) -2.48 ، اللانثانم (La) -2.52 ، لذلك ، خصائصه الكيميائية نشطة نسبيًا ، والتي بدورها تمكنها من إنتاج تآزر كيميائي أفضل مع مجموعة متنوعة من غير المعادن. يعتقد علماء من معهد هاربين للتكنولوجيا أن العناصر الأرضية النادرة ذات البنية الإلكترونية الخاصة والنشاط الكيميائي يمكن أن تخترق سطح الأجزاء الفولاذية. يعود سبب المزايا العديدة إلى أنه بمجرد أن يخترق عنصر الأرض النادر سطح الفولاذ ، يكون نصف القطر الذري أكبر بحوالي 40٪ من ذرة الحديد ، مما يتسبب في تشويه شبكة ذرة الحديد المحيطة ، والتي في يزيد الدوران من كثافة الخلل ، أي أن التشويه ينتج المزيد من العيوب الجديدة. تؤدي العيوب البلورية إلى امتصاص وانتشار ذرات النيتروجين ، بحيث يتم إثراء الذرات الخلالية في منطقة التشوه. بعد أن يخترق عنصر الأرض النادر سطح الجزء الفولاذي ، فإنه سيشكل تركيزًا عاليًا من النيتروجين على سطح الجزء الفولاذي في وقت قصير ، مما يؤدي إلى تكوين إمكانية نيتروجين عالية وتدرج تركيز ، مما يجعل ذرات النيتروجين منتشرة إلى الداخل بسرعة ، مما يجعل عملية المعالجة الحرارية الكيميائية واضحة ، تسريع وصقل بنية الطبقة المخترقة وتحسين أداء الطبقة المخترقة.

يعتقد المؤلف أن الزيادة الكبيرة في معدل نيترة الأرض النادرة ترجع أساسًا إلى الأسباب التالية:

• يتسبب تسلل العناصر الأرضية النادرة في تكاثر كثافة الخلل ، ويزيد تدفق الانتشار J ، ويزيد معامل نقل ذرات النيتروجين بشكل كبير.
• يؤدي تسلل العناصر الأرضية النادرة إلى تشويه شعرية ذرة الحديد السطحي ، مما يزيد من طاقة السطح ، وبالتالي زيادة طاقة الامتصاص لالتقاط ذرات N الخلالي.
• إن إثراء عدد كبير من ذرات النيتروجين في منطقة التشويه يزيد من اختلاف تركيز النيتروجين ، ويعزز الطاقة الكيميائية ، ويسرع معدل الانتشار.

2.2 خصائص نيترة الأرض النادرة

التأثير الحفزي للأتربة النادرة أثناء النيترة أكبر بكثير من تأثير الكربنة ، وهي خاصية مهمة لنترة الأرض النادرة. والسبب هو أن درجة حرارة النيترة تكون عادة في منطقة طور α-Fe ، ومقاومة تسلل العناصر الأرضية النادرة في منطقة الطور هذه أصغر بكثير من تلك الموجودة في منطقة المرحلة-Fe ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فإن مقدار التسلل الأرضي النادر هو أيضًا العامل الرئيسي الذي يؤثر على تأثير التسلل. . بشكل عام ، يكون للكمية الكبيرة من التسلل تأثير أفضل للتسلل ، ومقدار تسلل الأرض النادرة أثناء النيترة أكثر من ذلك أثناء الكربنة ، وبالتالي فإن تأثير التسلل أثناء النيترة يكون أفضل.

يعتبر توزيع وتشكل النيتريد في طبقة النيتريد مفتاح صلابة طبقة النيتريد. عندما يتم تفريق النيتريد وتوزيعه ، تكون الصلابة أعلى ، على العكس من ذلك ، تكون الصلابة أقل. في عملية النيتريد التقليدية ، يتم إنتاج نيتريد غير مستقر بشكل عام ، ويكون النيتريد متماسكًا أو شبه متماسك مع المرحلة الأصلية. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تستمر النيتريد في التراكم وتصبح أكبر ، وتختفي من المرحلة الأم ، وتنخفض الصلابة بشكل حاد.

في عملية نيترة الأرض النادرة ، يجعل تسلل الأرض النادرة النيتريد يمثل حالة توزيع متفرقة وغير متساوية ، بحيث ترتفع الطاقة الحرة بشكل حاد وتصبح مصيدة للذرات الخلالية N. في الوقت نفسه ، يمكن تكوين كتلة هوائية ثابتة من نوع كوتريل ، والتي يمكن أن تقلل الطاقة هناك. يأخذ تكوين النتريدات العناصر الأرضية النادرة كجوهر ، ويصبح توزيعها مشتتًا بشكل جيد. في الوقت نفسه ، فإنه يقدم أيضًا ترسيبًا شبه كروي منتشر ، وبالتالي تجنب تكوين بنية تشبه الوريد ، وكذلك تجنب فصل النيتريد على طول حدود الحبوب. بالإضافة إلى ذلك ، في نطاق درجة حرارة معينة ، لن يتغير شكل النيتريد ولن يتغير توزيعه. بالمقارنة مع تقنية النيتروجين التقليدية ، فإن تقنية نيترة الأرض النادرة تجعل صلابة طبقة النيتريد أعلى ويمكن الحفاظ على الهشاشة عند 0 ~ المستوى 1.

2.3 متطلبات عملية نيترة التربة النادرة

تتميز نيترة التربة النادرة بسمات الصلابة العالية للطبقة الآزوتية. وفقًا لهذه الخاصية ، يمكن زيادة درجة حرارة النيتروجين بمقدار 10 إلى 20 درجة مئوية ، وبالتالي تعزيز زيادة معدل النيترة بشكل أكثر فعالية. وفقًا لنتائج عدد كبير من التجارب ، يمكن العثور على أنه مع نفس درجة الحرارة ، يمكن لنترة الأرض النادرة فقط زيادة معدل التسلل بنسبة 15٪ إلى 20٪ ، ولكن بعد زيادة درجة الحرارة بمقدار 20 درجة مئوية ، فإن معدل التسلل يمكن زيادتها بشكل كبير. في الوقت نفسه ، على غرار تقنية النيترة التقليدية ، يجب أن تتحكم نيترة الأرض النادرة في معدل تحلل الأمونيا في النيتروجين ضمن نطاق معقول ، أي يجب استخدام إمكانات نيتروجين أعلى (Np) في المرحلة الأولية ، ثم تقليلها تدريجيًا. بشكل عام ، يتم تبني عملية نيترة الغلاف الجوي التي يتم التحكم فيها من طرفين مع درجة حرارة متغيرة وإمكانية نيترة متغيرة ، ويتم تقليل معدل تحلل الأمونيا في المرحلة الأولية ، ويتم زيادة إمكانات النيتروجين لتلبية متطلبات تسريع سرعة النيترة ، مما يزيد بشكل كبير هو - هي.

2.4 الفوائد الاقتصادية وتوفير الطاقة لنترة الأرض النادرة

باستخدام عملية النيترة التقليدية ، الفولاذ الإنشائي السبيكي العام ، عندما تتطلب الطبقة 0.3 مم ، فإن وقت التثبيت يحتاج عمومًا إلى أكثر من 30 ساعة. عندما تتطلب طبقة التسلل 0.6 مم ، فإن وقت الحفاظ على الحرارة يحتاج إلى أكثر من 90 ساعة. بعد إضافة نيترة الأرض النادرة إلى المحفز ، عندما يتطلب الفولاذ الإنشائي السبيكي العادي طبقة تسلل 0.3 مم ، إذا كان من الممكن استخدام عملية نيترة العزل الدوري للتدفئة تحت نفس حالة درجة الحرارة ، فإن وقت الاحتفاظ سيكون 14 ساعة فقط. بالمقارنة مع تقنية النيترة التقليدية ، فإن وقت الحفاظ على الحرارة أقصر بـ 16 ساعة ويتم توفير 53٪ من الوقت. لذلك ، يمكنها توفير 40٪ من الكهرباء ، وتقليل استهلاك الأمونيا بحوالي 35٪ ، وتقليل انبعاثات غاز العادم بحوالي 35٪. عندما تتطلب طبقة الاختراق 0.6 مم ، يمكن تقصير وقت الحفاظ على الحرارة بحوالي 40٪.

الصين بلد رئيسي لتصنيع الآلات ، حيث تستخدم آلاف الشركات نيترة الغاز ، خاصة في تصنيع أدوات الآلات ، ونقل طاقة الرياح ، ومعدات الطيران ، وتصنيع القوالب ، وغيرها من الصناعات. تشير التقديرات إلى أنه سيتم تشغيل 3000 فرن نيتروجين من نوع الحفرة (محسوبة ب 75 كيلو وات) 100 مرة في السنة ، وستستهلك كل طاقة لمدة 25 ساعة 5.625 × 108 كيلو وات • ساعة من الكهرباء سنويًا. يمكن أن يؤدي استخدام عامل نفاذ الأرض النادر إلى زيادة معدل التخلل بنسبة 40٪ ، وتوفير الكهرباء بمقدار 2.250 × 108 كيلو وات في الساعة ، وهو ما يعادل 90,000 طن من الفحم القياسي وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 2 طن. لذلك ، إذا اعتمدت الصناعة بأكملها تقنية تسلل الأرض النادرة في عملية النيترة ، فسيكون لها تأثير أفضل في "توفير الطاقة وتقليل الانبعاثات".

3. تطوير تقنية نيترة التربة النادرة

3.1. أهمية نيترة الأرض النادرة

في السنوات الأخيرة ، مع الارتفاع العام في أسعار الطاقة العالمية ، تواجه التنمية الاقتصادية في الصين تحديات ضخمة. لهذا السبب ، فقد اقترحت إنشاء دولة مبتكرة وموفرة للطاقة وتحقيق هدف التنمية الاقتصادية المستدامة ، وأصدرت التدابير ذات الصلة لتقليل استهلاك الطاقة والحفاظ على الطاقة وتقليل الانبعاثات. والسياسات ذات الصلة لتحقيق التمديد الفعال للحياة. وفقًا للاختبار الأولي لعملية نيترة الأرض النادرة ، يمكن أن يكون معروفًا أن التسلل المحفز بالأرض النادرة يمكن أن يقصر إلى حد كبير من وقت نيترة الغاز ، ويظهر تأثيرات محفزة مختلفة لمواد فولاذية مختلفة ، وعمومًا يمكن تقصيرها بحوالي 30٪ إلى 60 ٪ ، وصلابة السطح منخفضة أيضًا. بالمقارنة مع النيترة التقليدية ، يمكنها زيادة 50 150HV. تشير الحسابات الأولية إلى أن استخدام هذه التقنية سيقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة ، والذي من المتوقع أن يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 30٪ إلى 40٪ ، ويقلل انبعاثات غازات النيتروجين ، ويقصر ساعات العمل ، ويحسن كفاءة العمل. في الوقت نفسه ، تم تحسين جودة الأجزاء الفولاذية بشكل كبير ، وتم تحسين مقاومة التآكل بشكل كبير ، وتعزيز مقاومة التآكل السطحي بشكل كبير ، وزيادة القوة والصلابة ضمن نطاق معين ، ويتم تحقيق الاستخدام الفعال والعمر الطويل . ستعمل تكنولوجيا نيترة التربة النادرة على تعزيز تطوير عملية النيتروجين في الصين.

3.2 احتمالات نيترة الأرض النادرة

تتميز عملية النيترة بخصائص تحسين صلابة السطح للأجزاء ، وتحسين مقاومة التآكل للأجزاء ، وتحسين مقاومة التآكل ومقاومة التعب. يمكن استخدامه على نطاق واسع في إنتاج القوالب وصناعات آلات الطاقة. النيتروجين عملية لا يمكن الاستغناء عنها في المعالجة الميكانيكية ، ولكن لا تزال هناك بعض المشاكل التي تحتاج إلى حل عاجل في عملية النيترة. على سبيل المثال ، وقت العملية طويل جدًا. بأخذ طبقة 0.5 مم كمثال ، سوف يستغرق الأمر ما يصل إلى 50 ساعة. إذا تمت إضافة الوقت الإضافي بما في ذلك الحساب ، فإن وقت العملية الخاص به سيصل إلى 3 إلى 4 أيام. لذلك فإن هذا سيهدر الكثير من ساعات العمل واستهلاك الكهرباء والأمونيا. لهذا السبب ، فإن تركيز البحث المستقبلي على عملية النيترة يجب أن يركز على الجوانب التالية: الأول هو تقصير وقت النيترة. والآخر هو تعميق طبقة التسلل ؛ والثالث هو تقليل استهلاك الطاقة ؛ والرابع هو التحول إلى اتجاه تطوير الاقتصاد الأخضر.

في ضوء الموارد الأرضية النادرة الوفيرة في الصين والمزايا العديدة لعملية نيترة الأرض النادرة ، يجب استخدام الابتكار التكنولوجي والترويج لإفساح المجال كاملاً لمزايا الموارد والتكنولوجيا لتشكيل مزايا التنمية الصناعية والفوائد الاقتصادية.

يجب على الباحثين في علم المواد والتكنولوجيا أن يأخذوا الابتكار والترويج لعملية نيترة الأرض النادرة كمحور تركيز البحث ، وإجراء مناقشة أعمق حول قوانينها الداخلية وآلية النيترة. إجراء البحث والتطوير المستمر لمحفزات الأرض النادرة عالية الكفاءة ، والسعي لتحقيق الاستبدال الكامل لعملية النيترة التقليدية من خلال عملية نيترة الأرض النادرة ، وبالتالي تعظيم تأثير توفير الطاقة وتقليل الانبعاثات وتقليل الاستهلاك والكفاءة زيادة وإطالة العمر.

يرجى الاحتفاظ بمصدر وعنوان هذه المقالة لإعادة طبعه: حالة التطبيق واتجاه التنمية لعملية نيترة الأرض النادرة

مينجي شركة يموت الصب مكرسة لتصنيع وتوفير أجزاء الصب عالية الجودة والأداء (تشمل مجموعة أجزاء الصب بالقالب المعدني بشكل أساسي صب يموت رقيقة الجدار,صب الغرفة الساخنة يموت الصب,صب الغرفة الباردة يموت الصب) ، خدمة مستديرة (خدمة صب القوالب ،التصنيع باستخدام الحاسب الآلي,صنع القالب، المعالجة السطحية). نرحب بأي صب قوالب مخصصة من الألومنيوم أو المغنيسيوم أو الزاماك / الزنك وغيرها من متطلبات المسبوكات للتواصل معنا.

تحت سيطرة ISO9001 و TS 16949 ، يتم تنفيذ جميع العمليات من خلال مئات من آلات صب القوالب المتقدمة ، وآلات ذات 5 محاور ، وغيرها من المرافق ، بدءًا من المسدسات إلى غسالات Ultra Sonic. فريق من المهندسين والمشغلين والمفتشين ذوي الخبرة لجعل تصميم العميل حقيقة.

عقد الشركة المصنعة للمسبوكات. تشمل الإمكانيات أجزاء من الألمنيوم المصبوب بالغرفة الباردة من 0.15 رطل. إلى 6 أرطال ، وتغيير سريع الإعداد ، والتشغيل الآلي. تشمل الخدمات ذات القيمة المضافة التلميع ، والاهتزاز ، وإزالة الحواف ، والتفجير بالرصاص ، والطلاء ، والطلاء ، والطلاء ، والتجميع ، والأدوات. تشمل المواد التي تم العمل بها سبائك مثل 360 و 380 و 383 و 413.

المساعدة في تصميم صب الزنك بالقالب / الخدمات الهندسية المتزامنة. مصنع مخصص لمصبوبات الزنك الدقيقة. يمكن تصنيع مصبوبات مصغرة ، مصبوبات قوالب عالية الضغط ، مصبوبات قوالب متعددة الشرائح ، مصبوبات قوالب تقليدية ، قوالب قوالب مستقلة ، مصبوبات مختومة تجويف. يمكن تصنيع المصبوبات بأطوال وعروض تصل إلى 24 بوصة في +/- 0.0005 بوصة.  

شهادة ISO 9001: 2015 مُصنِّع مُصنَّع للمغنيسيوم المصبوب ، وتشمل القدرات صب قوالب المغنيسيوم عالية الضغط حتى 200 طن غرفة ساخنة وغرفة باردة 3000 طن ، وتصميم الأدوات ، والتلميع ، والقولبة ، والقطع ، والمسحوق والطلاء السائل ، وضمان الجودة الكامل مع إمكانات CMM والتجميع والتعبئة والتسليم.

ITAF16949 معتمد. تشمل خدمة الصب الإضافية الاستثمار الصب,صب الرمل,صب الجاذبية, فقدت صب الرغوة,صب الطرد المركزي,صب الفراغ,صب القالب الدائموتشمل القدرات التبادل الإلكتروني للبيانات ، والمساعدة الهندسية ، والنمذجة الصلبة والمعالجة الثانوية.

صناعات الصب دراسات حالة قطع الغيار لـ: السيارات ، الدراجات ، الطائرات ، الآلات الموسيقية ، المركبات المائية ، الأجهزة البصرية ، المستشعرات ، النماذج ، الأجهزة الإلكترونية ، المرفقات ، الساعات ، الآلات ، المحركات ، الأثاث ، المجوهرات ، الرقص ، الاتصالات ، الإضاءة ، الأجهزة الطبية ، أجهزة التصوير ، الروبوتات والمنحوتات وأجهزة الصوت والمعدات الرياضية والأدوات والألعاب وأكثر من ذلك. 

ما الذي يمكننا مساعدتك في القيام به بعد ذلك؟

∇ الذهاب إلى الصفحة الرئيسية للحصول على يموت الصب الصين

By شركة Minghe لصناعة قوالب الصب | الفئات: مقالات مفيدة |الخامة الوسوم (تاج): صب الألمنيوم, صب الزنك, صب المغنيسيوم, صب التيتانيوم, صب الفولاذ المقاوم للصدأ, صب النحاس,صب البرونز,صب الفيديو,تاريخ الشركة,صب الألومنيوم يموت | التعليقات مغلقة