Het proces begint met de zorgvuldige selectie van de basislegering. Staalcijfers die legeringselementen bevatten zoals chroom, molybdeen en vanadium worden gebruikt voor nitriden. Deze elementen verbeteren het vermogen van het materiaal om een harde, duurzame nitrideerde laag te vormen wanneer het wordt onderworpen aan het nitridingsproces. De geselecteerde legering moet ook het juiste koolstofgehalte en mechanische eigenschappen hebben om de spanningen van smeden en daaropvolgende nitriden te weerstaan zonder de integriteit ervan in gevaar te brengen.
Het verhit van het staal tot de juiste temperatuur is cruciaal om ervoor te zorgen dat het materiaal vervormbaar genoeg wordt om te smeden, terwijl overmatige korrelgroei of ongewenste veranderingen in de microstructuur worden voorkomen. Gesmeed nitridende legering vierkante stalen staven worden verwarmd in een elektrische of gasoven, waardoor temperaturen tussen 1.100 ° F tot 1.200 ° F (593 ° C tot 649 ° C) worden bereikt. Het verwarmingsproces wordt zorgvuldig gecontroleerd om oververhitting te voorkomen, wat kan leiden tot oxidatie of overmatige carbidevorming, die beide de prestaties van het staal negatief zouden beïnvloeden.
Zodra het materiaal de juiste temperatuur bereikt, wordt het overgebracht naar de smeedpers of hamer. Het smeedproces omvat het toepassen van gecontroleerde kracht om het staal in de gewenste afmetingen te vormen. Deze fase is van cruciaal belang voor het uitlijnen van de korrelstructuur van het staal en het verbeteren van zijn mechanische eigenschappen. Het staal wordt geperst of gehamerd in een vierkante staafvorm, zodat er geen scheuren of defecten in het materiaal zijn. Het smedenproces verfijnt ook de interne structuur, het bevorderen van uniformiteit en het verbeteren van de sterkte en ductiliteit van het staal.
Na het smeedproces worden de stalen staven onderworpen aan een gecontroleerd koelproces, wat essentieel is voor het instellen van de mechanische eigenschappen van het materiaal. Koeling kan worden gedaan door luchtkoeling of olie -blussen, afhankelijk van de stalen kwaliteit en de gewenste uiteindelijke eigenschappen. Het blussen versnelt het koelproces om de hardheid te vergroten, maar de koelsnelheid moet worden geregeld om thermische schok te voorkomen, wat kan kraken of kromtrekken. Het doel is om een fijne microstructuur te bereiken met een optimale hardheid en sterkte voor daaropvolgende nitriden.
In de nitridefase worden de gesmede stalen staven blootgesteld aan een stikstofrijke omgeving om een hard, slijtvast nitrided oppervlak te vormen. Het proces kan worden gedaan met behulp van gasnitriden (ammoniakgas) of plasma -nitriden, die beide het materiaal blootstellen aan stikstof bij temperaturen tussen 900 ° F en 1.000 ° F (482 ° C en 538 ° C). Tijdens dit proces diffunderen stikstofatomen in het stalen oppervlak, waardoor een geharde laag de "witte laag" wordt genoemd. Deze nitrided laag verbetert de oppervlaktehardheid, slijtvastheid en vermoeidheidssterkte aanzienlijk. De diepte van de nitridedlaag kan nauwkeurig worden gecontroleerd, afhankelijk van de vereisten van de eindtoepassing.
Zodra het nitridingsproces is voltooid, ondergaan de stalen staven rigoureuze kwaliteitscontroleprocedures. Deze inspecties omvatten meestal hardheidstesten, wat ervoor zorgt dat het nitrided oppervlak het gewenste niveau van hardheid heeft bereikt. Oppervlakte -integriteit wordt ook gecontroleerd om mogelijke defecten zoals scheuren, kuilen of inconsistenties in de nitridedlaag te detecteren. Niet-destructieve testmethoden, zoals oppervlakteruwheidsmeting of microstructurele analyse, kunnen ook worden gebruikt om de uniformiteit en kwaliteit van het nitrided oppervlak te beoordelen.
