nitruración de gas

8/17/2019 Nitruración de Gas

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Además, hay tratamientos especiales para la nitruración de acero inoxidableque implican cualquiera de nitruración a baja temperatura (por debajo de 450 °C, o 40 ° !" para obtener un caso super#cial de alta dure$a o la nitruración aalta temperatura (tambi%n re&erido como nitruración solución" por encima de'000 ° C ('0 ° !" que crea $onas de di&usión austen)ticos comparati*amentepro&undas+ Ambos procesos no &orman una capa de compuesto y no muestranprecipitación de nitruros de cromo, la preser*ación de las propiedades deresistencia a la corrosión+

tra *ariante de nitruración a alta temperatura se utili$a para mejorar ladure$a de capas de di&usión nitruradas en bajas emisiones de carbono, acerosde baja aleación se reali$a a temperaturas entre -00 y 00 ° C ('./0 y '4-0 °!"+ nitruración a alta temperatura requiere en&riamiento rápido con el #n deobtener la dure$a #nal y para e*itar la precipitación de cromo durante elen&riamiento, que deteriorar el comportamiento de la corrosión+ ambi%n es elproceso de nitrocarburación austen)tico a temperaturas entre 5/5 y -.0 ° C(''00 y '0 ° !"+ Además el crecimiento más rápido de la pro&undidad de la

capa compuesta y caso debido a la di&usión más rápida a temperaturas másaltas, nitrocarburación austen)tico produce una capa austen)tica por debajo dela capa de compuesto+ 1or templado, esta capa puede ser trans&ormado en una

estructura #na de alta dure$a+

2itruración y nitrocarburación son procesos termoqu)micos que dependen de latemperatura y reacciones qu)micas+ ales reacciones qu)micas tienen lu3ar enla atmós&era del proceso, en donde las mol%culas de 3as reaccionan unos conotros, rompiendo y o combinación para crear nue*as mol%culas, sino tambi%nentre la atmós&era y la super#cie metálica y dentro de la estructura de metal+


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stas reacciones son impulsadas por los potenciales qu)micos de las especiesreaccionantes, que se pueden *er como una ener3)a potencial que, o bien sedará a conocer o debe ser 3astado con el #n de hacer que estas reaccionessuceden+ 6ebido a que cada mol%cula indi*idual en una me$cla de 3as y decada átomo indi*idual en un sólido tiene un potencial qu)mico espec)#co, elpotencial qu)mico total de una especie lle3a a la 7x7 n8mero de especies 7i7*eces su potencial espec)#co9 esto ser)a cierto para las condiciones ideales (esdecir, los 3ases ideales"+ 1ara ajustar el potencial qu)mico a las condicionesreales, donde las mol%culas y o átomos interactuarán entre s), el n8mero x sesustituye por la acti*idad qu)mica (a", donde ai es una &unción de suconcentración, xi, y un coe&iciente de acti*idad, :i;

l potencial qu)mico tambi%n depende de la temperatura 9 Al i3ual que con lastemperaturas más altas , los átomos y las mol%culas se mo*erán más rápido ,lo que resulta en una mayor ener3)a cin%tica+ n consecuencia, el coe#cientede acti*idad y por lo tanto la acti*idad en s) es una &unción de la temperatura+n ese sentido , la acti*idad puede ser pensado como la concentración

qu)micamente e#ca$ de la especie en la me$cla a las condiciones reales delproceso +

nitruración clásica normalmente apunta a una $ona de di&usión de soporte decar3a de alta dure$a con sólo una capa de compuesto limitada ( !i3+ 4 " +

6urante el proceso, los átomos de nitró3eno se di&unden en la super#cie delmaterial y , en presencia de elementos &ormadores de nitruro < , producirnitruros estables a temperaturas de nitruración + l aumento de la dure$adespu%s de la nitruración entonces dada por una solución sólida de nitró3enoen &errita martensita (o austenita " y la distribución de la base de hierro o dealeación nitruros de elementos+


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aplicaciones

6e los elementos de aleación utili$ados com8nmente en los aceroscomerciales, aluminio, cromo, *anadio, tun3steno, molibdeno y sonbene#ciosos en la nitruración porque &orman nitruros que son estables atemperaturas de nitruración+ l molibdeno, además de su contribución comonitruro anterior, tambi%n reduce el ries3o de &ra3ili$ación a temperaturas de

nitruración+ tros elementos de aleación, como n)quel, cobre, silicio yman3aneso, tienen poca, si al3una, e&ecto en las caracter)sticas de nitruración+=os aceros con contenido de aluminio (0,5> en masa a la '+50 Al" obtendránlos mejores resultados en t%rminos de nitruración del contenido total dealeación, si contienen cromo, as)+ ?ncluso si el aluminio es un &uerte nitruroanterior, nitruro de aluminio (Al2" no nucleada &ácilmente en la matri$ de&errita y no *a a dar una buena dure$a, ni tampoco desarrollar una $ona dedi&usión clara+ sto ocurre cuando primero cromo tambi%n está presente ensolución sólida+ @ecientemente, se demostró que los nitruros mixtos (Cr, Al" 2desarrollan (@e& 5"+ aceros que contienen cromo pueden aproximar estosresultados si su contenido de cromo, se disuel*e en la matri$ y no está*inculada a los carburos, es su#ciente su#cientemente alta+ aceros al carbonoaleados no son muy adecuadas para la nitruración porque el aumento de ladure$a en la $ona de di&usión es limitada+

=os si3uientes aceros pueden ser nitrurado de 3as para aplicacionesespec)#cas;

aceros de baja aleación que contiene aluminio, pre&eriblemente que contienecromo


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edio en carbono, aceros de baja aleación que contienen cromo del, 400,5'00, B'00, B00, -00, 4'00 y serie /00

l trabajo en caliente mueren aceros que contienen> Cr 5 de masa, tales como'', '., ' y

Daja en carbono, aceros de baja aleación que contienen cromo del, B00, 00y serie /00

Aire endurecimiento aceros para herramientas, tales como A


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6escripción del proceso+ =as pie$as se tratan de una manera di&erentedependiendo de las especi#caciones de nitruración requeridos+ EA AE.-5/B especi#ca el procedimiento para la nitruración 3aseosa de aceros debaja aleación y de la herramienta por el uso de amon)aco y el amon)acodisociado+ =a especi#cación limita el espesor de la capa compuesto ya sea a unmáximo de 0,0005 en (clase '" o un máximo de 0,00' en (.5 micras" (clase

."++;

Clase ' requiere dos etapas de nitruración, con la primera etapa en /40 a'+050 ° ! (505+ =a duración de la primera etapadeberá ser aproximadamente .0> del tiempo total de nitruración+


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Clase . requiere sólo una etapa, a /40+

l proceso de nitruración en dos etapas con la se3unda etapa a unatemperatura aumentada tambi%n se conoce como el proceso Fotante (patentede +GG+ .+4-+.4/"+

=a *entaja de tener dos etapas, con la primera etapa a una temperaturain&erior, es que la tasa de disociación t%rmica más baja de amoniaco en laprimera etapa da como resultado un potencial de nitruración superior encomparación a la se3unda etapa, donde la temperatura más alta causaráautomáticamente un mayor disociación t%rmica, por lo tanto reduciendo elpotencial de nitruración, naturalmente, a *elocidades de Fujo constantes+ tra*entaja es la &ormación de, dispersos, pequeHas precipitaciones de nitruro de#nos a la temperatura in&erior, con una mayor resistencia a la dure$a y la &ati3aen comparación con la nitruración sólo a altas temperaturas+

l más reciente EA AE .-5/ '0A especi#ca el potencial de nitruración que

se utili$a en lu3ar de la tasa de disociación+ =a especi#cación limita el espesorde capa de compuesto de la misma manera como el más *iejo AE .-5/Bpero aHade clase 0, donde no se permite la capa de compuesto+ 1ara todas lasclases y todos los aceros, el potencial de nitruración mantenida durante laprimera etapa de nitruración está bien dentro de la 3ama I


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promoción de una alta saturación de la capa super#cial y una aceleración de lapropa3ación del &rente de di&usión mediante la aplicación de una temperaturamás alta en la se3unda etapa+ Gn potencial más bajo en la se3unda etapareduce la &ormación de la capa de compuesto en la super#cie de la caja+ 1orotro lado, no hay nin3una ra$ón t%cnica para una se3unda etapa a unatemperatura más alta, excepto cuando se especi#que lo contrario o si los altospotenciales (una baja *elocidad de disociación" no pueden ser alcan$ados atemperaturas más altas debido a un suministro de amoniaco insu#ciente o sipotenciales bajos ( una alta *elocidad de disociación" no se puede alcan$ar atemperaturas más bajas debido a la ausencia de un amon)aco disociado ohidró3eno+

=a aplicación de una temperatura más alta durante la se3unda etapa;

1uede disminuir la dure$a del caso, sino mejorar la distribución de la tensión, loque resulta en una mayor ductilidad

Aumentará la pro&undidad de capa, con respecto al tiempo de procesar

1uede disminuir la dure$a del n8cleo, dependiendo de la temperatura dere*enido pre*io y el tiempo total de ciclo de nitruración

1uede disminuir la pro&undidad aparente e#ca$ de los casos debido a la p%rdidade la dure$a del n8cleo, dependiendo de cómo se de#ne la pro&undidad e#ca$de los casos

6espu%s de la nitruración, el horno se en&r)a a una temperatura de '00 a '50 °C (.'.


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!err)tico y austen)tico 2itrocarburación

2itrocarburación t)picamente tiene como objeti*o para una capa de compuestode alta dure$a que se compone pre&eriblemente de !e.


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una porosidad de menos de 0 >+ Con la disponibilidad de nitrocarburación depotencial controlado (*%ase la sección 7 Control de Ambiente 7 en este art)culo", estos requisitos más di&usos son más a menudo sustituidas por lasespeci#caciones detalladas +

2itrocarburación austen)tico+ 6ebido a aceros al carbono no &orman una $ona

de di&usión de alta dure$a, esta $ona no es su#cientemente &uerte como parasoportar la capa de compuesto+ 1or lo tanto, el propósito 3eneral denitrocarburación austen)tico es crear una $ona de di&usión por debajo de lacapa de compuesto con una dure$a su#cientemente alta como para soportar lacapa de compuesto para soportar tensiones hert$ianas+ Al ele*ar latemperatura por encima de nitrocarburación Ac' (del nitró3eno y $ona dedi&usión de carbono saturado", la $ona de di&usión se trans&orma de &errita enaustenita+ 2i la capa de compuesto ni el material de base se *erán a&ectados+=a temperatura de tratamiento oscila entre 5/5 y -.0 ° C (''00 y '0 ° !"+

ientras se en&r)a lentamente, la estructura austen)tica de los aceros de bajaaleación se trans&ormará en el eutectoide !e

• A

tros procesos de alta temperatura

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pie$as de la máquina de tejer

Eolución de nitruración (@e& .." apunta a una $ona de di&usión de altadure$a en los aceros inoxidables, sin perder, o, a *eces incluso mejorando,las propiedades de resistencia a la corrosión del material de base (Eolnit,?psen ?nternacional"+

A altas temperaturas de entre '050 y ''50 ° C ('/.0 y .'00 ° !", lanitruración se puede reali$ar usando 3as nitró3eno+ 6espu%s de la ley deEie*ert, la solubilidad de nitró3eno (ima3en 6esconocido" en hierro (!i3+ '4"es proporcional a la ra)$ cuadrada de la presión parcial de nitró3eno;

=as aplicaciones t)picas son pie$as de acero inoxidable austen)tico omartens)tico , tales como;

erramientas para máquinas de procesamiento de plástico

=os componentes de las cajas de cambios

Cojinetes de turbinas de jetDombas y *ál*ulas de máquinas de Fuidos

?nstrumentos quir8r3icos

Cuchiller)a

implantes

accesorios sanitarios

=as membranas


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1rocesamiento de nitruración

=impie$a+ 6ebido a que la trans&erencia de nitró3eno es bloqueado porcualquier tipo de contaminación en la super#cie de la pie$a , de nitruraciónrequiere una limpie$a a &ondo para eliminar residuos or3ánicos antes delproceso de nitruración + 1arte producción implica di*ersos aditi*os sint%ticos a

partir de los Fuidos de corte , aditi*os anticorrosión , as) como restos de ruedasabrasi*as que contienen óxido de aluminio+ odos ellos contribuyen a lanitruración no uni&orme , las capas que &orman escamas , y otros de&ectossuper#ciales +

Ee38n aase (@e& .4 ", el estado de la super#cie t)pica de una pie$amecani$ada mostrará una capa de contaminación que consiste en la suciedady los residuos , tales como aceite y 3rasa , sino tambi%n *irutas y *irutas + 1ordebajo de esta capa de la contaminación es una capa de absorción de a3ua ya3entes hidró&obos tales como hidrocarburos + 1or debajo de esta pel)cula ,óxidos de metal y un material de base más o menos de&ormada se puedeencontrar (abla '0 " +

Aunque la mayor)a de las pie$as se pueden nitruradas con %xito despu%s dedesen3rase por *apor o limpiar en a3ua con productos de limpie$a espec)#cos,al3unos procesos de la máquina de acabado, tales como pulido, acabarla deamolar, lapeado y pulido, pueden producir super#cies que retardan lanitruración y el resultado en pro&undidad de capa irre3ular y distorsión+

sto puede requerir limpie$a abrasi*a con 3ranalla de óxido de aluminio u otrosabrasi*os, tales como el 3ranate o carburo de silicio, inmediatamente antes dela nitruración+ Cualquier 3rano residual debe ser cepillado antes de pie$as se

car3an en el horno+ 6esde un punto de *ista práctico, esos m%todos no seutili$an a menos que haya un problema con capas pasi*adas y de&ormacionesde la super#cie, t)picos de corte #no+ Ein embar3o, mojado chorro de cuentasde cristal es una &orma delicada pero e#ca$ de limpie$a de ciertas pie$as+

Como re3la 3eneral, desen3rasado al *apor no elimina aditi*os sint%ticos ycontaminantes solubles en a3ua+ l a3ua y a3entes de limpie$a industrialesespec)#cos (tensoacti*os" se utili$an para eliminar minerales y no mineralescontaminantes+ Al3unos de los productos de limpie$a son p alto, mientras que


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los limpiadores ultrasónicos utili$an a menudo productos de limpie$a de pneutro diseHado espec)#camente+ =as pie$as tambi%n deben ser manejadoscon 3uantes limpios+

1ur3a de se3uridad+ procesos de nitruración y nitrocarburación se lle*an a cabot)picamente a temperaturas por debajo de los -50 ° C de temperatura ('0 °

!" de se3uridad conocidos a partir de carburación atmos&%rica+ l permanecerencima de esta temperatura se ase3urar)a de que todas las especiesinFamables en una atmós&era del horno se quema inmediatamente, y uname$cla de 3as explosi*a no pudo &ormar+

6ebido a la nitruración y nitrocarburación, a excepción de nitruración solución,se lle*a a cabo por debajo de la temperatura de auto


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pre*ia en nitró3eno o aire antes de la inyección del a3ua+ preoxidación a3uaproduce exclusi*amente !e4 ma3netita, mientras que preoxidación aireproduce ma3netita y hematites !e.+

=a &ormación de óxidos de hierro tendrá al38n e&ecto de acti*ación ypromo*erá un crecimiento más rápido de los 3ranos de nitruro de hierro sobre

la super#cie en el comien$o de la etapa de nitruración nitrocarburación (@e&.B"+

=os aceros con concentraciones de cromo superiores, especialmente acerosinoxidables, no pueden ser nitruradas despu%s de preoxidación+ ste tipo deacero requiere una etapa especial de acti*ación para eliminar óxidos de cromoantes de la etapa de nitruración+

La nucleación + 1ara ase3urar una capa nitrurada uni&orme , la super#cie de laspartes debe ser cubierto por una capa del3ada , cerrado de nitruros de hierroen el comien$o del proceso de nitruración + sta capa actuará entonces comoun depósito para su posterior di&usión de nitró3eno + Ee38n Eomers et al+ (@e&

. " , la nucleación se inicia con la &ormación de !e42 :J < nitruro o de doble&ase !e42 : J y !e.


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6ependiendo de la 3eometr)a del componente, puede ser 8til para calentar laspie$as a la temperatura de nitruración en una atmós&era inerte y lue3o esperar

a que la temperatura se equilibre antes de la nucleación + n particular , si laspie$as tienen secciones con 3ran masa y baja masa , tales como aletas y as)sucesi*amente , a partir del Fujo de amon)aco a temperaturas más bajas setraducir)a en o*ernitridin3 las secciones del3adas y undernitridin3 las secciones3ruesas , debido a sus di&erentes tiempos de calentamiento +

1ostoxidation + Adición de un subP 4 capa de ma3netita aproximadamente ' a m de espesor en la parte superior de la capa de compuesto aumenta laspropiedades de resistencia a la corrosión y reduce a8n más el coe#ciente de&ricción+ ientras que la resisti*idad a la corrosión de una capa de '. micras I <compuesto ya coincide con el cromado 40 m, la aplicación de postoxidationcasi se cuadruplica el tiempo en un ensayo de niebla salina (@e& ./ " + =a !i3ura

' muestra la capa de la super#cie de nitrurado y postoxidi$ed C'5 9 los óxidosde hierro se cierran parcialmente los poros de la estructura de nitruro de hierro+

1ostoxidation se lle*a a cabo t)picamente en un inter*alo de temperatura de450


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1ostoxidation puede ser controlada utili$ando un #ltro en la sonda de ox)3enoin situ, donde se mantiene la presión parcial de ox)3eno para que coincida conla &ase de hierro < ox)3eno deseada (!i3+ '0 " +

uy adecuada para los componentes sometidos a car3as pesadas, lanitruración imparte una 3ran dure$a a la super#cie, lo que proporciona una3ran resistencia al des3aste, la &ricción, la abrasión y el a3arrotamiento+ =aresistencia a la &ati3a se incrementa principalmente mediante el desarrollo detensiones de compresión de la super#cie+ =a amplia 3ama de posiblestemperaturas y pro&undidades de cajas, que permiten el ajuste de di&erentespropiedades de las pie$as tratadas, permiten que la nitruración 3aseosa seutilice en un amplio campo de aplicaciones+

=as aplicaciones habituales incluyen en3ranajes, ci3QeHales, árboles de le*as,se3uidores de le*as, pie$as de *ál*ulas, resortes, tornillos de extrusión,herramientas de &undición, troqueles de &orja, matrices para extrusión dealuminio, inyectores y moldes de plástico+

=a nitruración es más e#ca$ cuando se aplica a la 3ama de aceros quecontienen elementos &ormadores de nitruro como el cromo, el molibdeno, el*anadio y el aluminio+ l proceso tambi%n es aplicable a los aceros paraherramientas, como trabajos en caliente, trabajos en &r)o y aceros de molde+Gna aplicación a baja temperatura es la nitruración de aceros utili$ados en la&abricación de muelles para *eh)culos, con el objeti*o de prolon3ar la

resistencia a la &ati3a+ n 3eneral, todos los materiales &errosos con un máximode un 5> de cromo pueden someterse a nitruración 3aseosa+ 1ara un mayorcontenido de elementos de aleación, as) como para la nitruración 3aseosa delacero inoxidable, puede tomarse en consideración la nitruración iónica+ 2o serecomienda la nitruración 3aseosa para aceros sinteri$ados con baja densidad+


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1ara obtener resultados óptimos, el material debe tratarse (temple y re*enido"antes de reali$ar la nitruración 3aseosa+

control de la atmós&era

=a disociación tari&as y potencial de nitruración + n la nitruración , la tasa dedisociación , el amon)aco residual , y el potencial de nitruración se determinanprincipalmente por la disociación catal)tica t%rmica de amoniaco y la *elocidadde Fujo de entrada de amon)aco+ l equilibrio termodinámico de la reacción ;

Gna ima3en desconocida

en condiciones normales de nitruración es casi completamente en el lado deamoniaco disociado+ A presión atmos&%rica y una temperatura de nitruración de5.5 ° C ( /-5 ° !" , el porcentaje de amon)aco residual en equilibrio es menorque . > en *olumen+ ientras que el equilibrio depende de la temperaturasolamente, la *elocidad que determina la rapide$ con la amon)aco se disociará

depende de la temperatura y la super#cie catal)tica en el horno+ =as pruebasreali$adas en un horno de tipo po$o de tamaHo industrial con un *olumen deaproximadamente .,5 m ( /B+5 &t " demostraron que la *ida media deamoniaco a 500 ° C ( /0 ° !" &ue de aproximadamente 0 min+ le*ando latemperatura a 5-5 ° C ( '055 ° !" acorta la *ida media de min ( !i3+ .0 " +


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n consecuencia, incrementando el potencial de nitruración (disminución de la*elocidad de disociación" requiere aumentar el Fujo de amoniaco y *ice*ersa+Al bajar el nitruración ial al reducir el Fujo de amoniaco, puede haber un puntoen el Fujo m)nimo de 3as del proceso toda*)a será demasiado alto para

soportar un bajo potencial+ 1ara superar esta situación, el procedimientopre&erido consiste en me$clar el amon)aco con amon)aco predissociated, elmantenimiento de un Fujo constante justo por encima del caudal m)nimonecesario para mantener la li3era sobrepresión necesaria para hacer &uncionarel horno de &orma se3ura+ l uso de amon)aco predissociated se recomiendadebido a la me$cla de 3ases en el horno toda*)a si3ue las condiciones decontorno dadas en el dia3rama =ehrer+

Ei el amon)aco disociado no está disponible, el hidró3eno tambi%n se puedeutili$ar para disminuir el potencial de nitruración+ 2itró3eno, por el contrario,no &unciona de la misma manera, debido a que el e&ecto de la dilución denitró3eno cambia principalmente la dinámica del catali$ador+ ientras lacantidad de mol%culas de amon)aco en la atmós&era del horno es losu#cientemente alto como para cubrir completamente la super#cie catal)tica,el potencial de nitruración será li3eramente rebajado+ Gna *e$ que el amon)acoes enrarecido, y partes de la super#cie catal)tica ya no están cubiertos por lasmol%culas &rescas, el potencial de nitruración comien$a a subir de nue*o, perono el e&ecto de nitruración+ ás allá de este punto, el control ya no &unciona+

hornos pequeHos requieren normalmente un Fujo de amon)aco mayor relaciónde *olumen del horno &rente, y el caudal máximo posible se deben ajustar enconsecuencia+ Rrandes hornos tienen una parte bastante pequeHa proporcióncatal)tica de super#cie a *olumen y deben estar equipados con un suministro

de amoniaco predissociated si se utili$a para pie$as de 3ran tamaHo querequieren de nitruro de una capa de compuesto restrin3ida+

1otencial de carburación+ n nitrocarburación, el potencial de cementacióndebe ser controlada al mismo tiempo que el potencial de nitruración+ n lasinstalaciones t)picas, dióxido de carbono y endo3as son las &uentes de carbonomás populares utili$ados, aunque al3unas aplicaciones utili$an hidrocarburostales como metano o propano+ Eimilar a la carburación, el e&ecto decarburación de la atmós&era del proceso puede ser impulsado por una *ariedadde reacciones, dependiendo del suministro de

anto SCO y SCD están determinadas por C como la &uer$a motri$ y por .,respecti*amente9 C., por otra parte, de al3una manera de actuar como&renos+ s ob*io que el porcentaje de monóxido de carbono en el 3as deproceso debe ser ele*ada a #n de lo3rar altos contenidos de carbono en lacapa de super#cie de la pie$a+ A8n as), la mayor)a de los procesos2?@CA@DG@AC?2 t)picos utili$an el C. como &uente de carbono+


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TCómo es posible 3anar al3o de *elocidad, mientras que pisar los &renosU6ebido a la reacción de despla$amiento de a3ua, C. se reduce a Cmediante la &ormación de *apor de a3ua con el hidró3eno disponible de ladisociación del amon)aco+ Ein embar3o, esto no es muy e#ca$, debido a que elpotencial máximo de carburación teóricamente será alcan$ado por casicerrando el suministro de C., que tambi%n reduce la disponibilidad decarbono y por lo tanto el e&ecto de carburación+ 1ruebas reali$adas por ?ODremen, el instituto de in*esti3ación de la Asociación Alemana para eltratamiento t%rmico y Ciencia de los ateriales (AO", mostraron que para elcarbono Aceros un porcentaje del '0> en *olumen de C. en un amoniaco disociada atmós&era de amoniaco permitirá un porcentaje de carbono deaproximadamente ' a ',.> en masa en una capa I en *olumen (propano aire"+ 1uesto que el C no lle*a un átomo de ox)3eno adicional paracontrapesar las proporciones de Vp. WCX Y p WC.XZ y Vp WCX p W.X Y p

W.XZ, el potencial de carbono será teóricamente ir in#nita9 en un procesoreal, la atmós&era comen$ará a holl)n+ Controlar el potencial de carburación porlo tanto requiere un se3undo 3as con una mayor cantidad de ox)3eno+ stopuede ser aire, pero por ra$ones ob*ias de se3uridad, la solución pre&eridadebe ser o bien una adición de dióxido de carbono o *apor de a3ua+ Gsandondo3as tiene otra des*entaja9 debido a su alta cantidad de hidró3eno (40> en*olumen de 3as natural aire, '> en *olumen de propano aire", el potencialde nitruración se disminuye con el aumento de endo3as Además, lo querequiere un Fujo de amon)aco superior+

=a solución más e&ecti*a y ha lo3rado &ácilmente para controlar el potencial decarburación es el uso de una me$cla de C y C.+ l porcentaje de 3as decarburación VC [ C.Z en el caudal total de 3as de proceso se #ja constante,es decir, a '0>, y la proporción de C en comparación con C. se modi#capara ajustar el potencial de carburación+ l potencial de nitruración no seránotablemente a&ectada, lo que permite un control sua*e S2


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un control mucho más delicado para inyectar sólo muy pequeHas cantidadesde a3ua l)quida+

1otencial de oxidación+ Al3unos procesos tales como oxynitridin3 ooxynitrocarburi$in3, as) como de proceso adicional etapas como lapostoxidi$in3, pre3unte por el control de un potencial oxidante pre&erido, S;

Gna ima3en desconocida

n atmós&eras de nitruración, esto requiere la adición de un 3as que contienenox)3eno+ n el pasado, pero a8n hoy en d)a (.0'", un porcentaje controlado deaire se aHadirá a la del 3as de proceso, por lo tanto hidró3eno oxidanteproducido por disociación t%rmica de amoniaco al *apor de a3ua+ trasaplicaciones utili$an óxido nitroso, tambi%n conocido como 3as (2." re)r, paralo3rar el mismo e&ecto+ Ambas especies, . y 2., son altamente reacti*os yteóricamente capa$ de crear una me$cla explosi*a (consulte las secciones7Ee3uridad de pur3a7 y 71recauciones de se3uridad7 en este art)culo"+ 1or lotanto, los nue*os intentos han cambiado de la inyección de aire o de óxido

nitroso para la inyección de a3ua o dióxido de carbono+ ientras que el a3uaser)a la solución pre&erida, la adición de dióxido de carbono, básicamente,con*ierte el proceso de nitruración ori3inal en un proceso de nitrocarburación+

n atmós&eras nitrocarburación con monóxido de carbono y o adición dedióxido de carbono, hay automáticamente un potencial de oxidación+2itrocarburación atmós&eras que exclusi*amente aHaden hidrocarburosrequerirá la adición de un 3as que contienen ox)3eno, pre&eriblemente a3ua+ lmantenimiento de un demasiado alto potencial de oxidación durante unproceso de nitrocarburación puede resultar en una capa oxidada que, mástarde en el proceso, puede ser reducido y nitrurado+ =a capa de compuestoresultante es muy &rá3il, de alta porosidad, y de inmediato se romperá a cabouna *e$ que la parte está en uso+

n una etapa postoxidation, donde t)picamente a3ua es el 8nico 3as deproceso inyectado en el horno, el S puede alcan$ar un potencial nocontrolada+ 1or lo tanto, es 8til para inyectar tambi%n una pequeHa cantidad deamoniaco o amoniaco disociado, con el hidró3eno equilibrar el *apor de a3ua+

xidación pre*ia o la acti*ación es t)picamente a8n no controlados , peropueden ser &a*orables a considerar esta caracter)stica para su uso &uturo alcon#3urar el equipo de control + =as bajas temperaturas comparablemente enuna oxidación pre*ia o la etapa de acti*ación requieren el uso de una sonda deox)3eno calentado +

n lu3ar del potencial oxidante, S, presión parcial de ox)3eno ( p W . X " olo3'0 V p W . XZ se puede utili$ar como la *ariable de proceso controlado+ ldia3rama hierro < ox)3eno se muestra en la !i3 + '0 da la relación entre S,lo3'0 V p W . XZ , y la seHal de mili*oltios de una sonda de ox)3eno en situcomo una &unción de la temperatura+


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Control de temperatura

Cerrar el control de temperatura de nitruración es esencial para e*itar uncalentamiento desi3ual , as) como la distorsión de las pie$as+ hornos denitruración son t)picamente equipadas con un control de temperatura encascada+ ste concepto de control utili$a dos bucles de control (controlador determopar plus "; el bucle principal de controlar la temperatura de proceso cercade la car3a , y el bucle de la $ona para controlar la &uente de calor + l punto deajuste de temperatura de la &uente de calor debe estar limitada de manera queno exceda de una temperatura máxima , por lo 3eneral de 5 a '5 ° C ( '0


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trabajo cient)#co se ha hecho para la aplicación de la termodinámica denitruración de hierro puro (@e& 4-" y binario (@e& 4" o aleaciones ternarias (@e&4/" de hierro con elementos &ormadores de nitruro, tales como titanio, cromo,aluminio y o de carbono+

n hierro puro, eran las inter&aces entre el t I y &ases de nitruro de 3amma Jen

la capa de compuesto, as) como la solubilidad máxima del nitró3eno en la capade di&usión se pueden deri*ar de el dia3rama de &ases de hierro y nitró3eno,las condiciones de nitruración que se acompaHan se pueden identi#car deldia3rama de =ehrer (@e& 50, 5'"+ Asimismo, para nitrocarburación de hierropuro, la solubilidad del nitró3eno y el carbono, as) como los l)mites de &aseentre nitruros, carbonitruros, y cementita se pueden deri*ar de la ternariodia3rama !e


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6ure$a Caso baja, poca o desi3uales 1ro&undidad de la caja+ caracter)sticas deacero que a&ectan a la dure$a y la pro&undidad caso incluyen;

Composición inadecuado para nitruración

microestructura inadecuada

=as partes no endurecidas y templadas antes de la nitruración

dure$a de n8cleo de baja

ecani$ado (quemaduras, estructura de 3rano alar3ada"

!rotis y de de&ormación plástica #na de supresión, brochado, u otrasherramientas de corte

=os restos de capas derretido de la electroerosión

pasi*ación de la super#cie, la contaminación inadecuada limpie$a super#cie,pastas de pulido, u otras materias extraHas

condiciones de nitruración nitrocarburación que a&ectan a la dure$a ypro&undidad caso incluyen;

=a temperatura es demasiado baja, lo que &rena la di&usión

=a temperatura es demasiado alta, superior a la temperatura de pre<tratamiento t%rmico y causando una p%rdida de dure$a en el n8cleo

2itruración potencial tasa demasiado baja y la disociación demasiado alta,causada por el Fujo de amoniaco insu#ciente+ =a exposición prolon3ada de las

pie$as del horno y ]or^bas^ets a las condiciones de nitruración puede resultaren una super#cie catal)tica más 3rande, donde, en un punto, el Fujo máximode amon)aco ya no es capa$ de soportar los potenciales deseadas+

=a circulación insu#ciente puede dar lu3ar a la temperatura no uni&orme odistribución de 3as por toda la car3a+

=a &alta de tiempo a temperatura proceso de

=a decoloración de las pie$as+ =a decoloración puede ser causada por;

tratamiento super#cial pre*io inadecuados o inapropiados, incluyendo 3rabado,la*ado, desen3rasado, y recubrimiento de &os&ato

Aceite en la retorta, que puede ser causado por una limpie$a inadecuada de laspartes (especialmente los que tienen a3ujeros pro&undos y huecos", la p%rdidade presión en el sello o el sello sobrecalentamiento y &u3as en la base u otraspartes del horno

Aire en la retorta causado por un sello inadecuado, debido a las &u3as desellado alrededor de las tuber)as o termopares inadecuados, o la introducciónde aire en exceso


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=a humedad en la retorta causados por &u3as de la cámara de re&ri3eración oa3ua que está siendo succionado de la botella de a3ua durante el en&riamientorápido con el Fujo de 3as inadecuada

cambios dimensionales excesi*as pueden ser causadas por;

la tensión inadecuada ali*iar antes de la nitruración=as pie$as hechas de un material de la me$cla con di&erentes l)mites de dure$aen el n8cleo y de templado por debajo de la temperatura de proceso

un apoyo inadecuado de las pie$as durante la nitruración

enmascaramiento asim%trico con pinturas o re*estimientos de nitruración delimitador

la acumulación de contaminantes de la super#cie sim%trica (por ejemplo, elre&ri3erante se secó con óxido de aluminio a partir de ruedas de pulido"

l diseHo inadecuado de las pie$as, tales como amplias *ariaciones en elespesor de corte

casos desi3uales en di*ersas super#cies de las pie$as, como resultado decondiciones no uni&ormes (creado por el diseHo del horno o la manera en quelas pie$as están dispuestas en la car3a" o *ariaciones en el poder de absorciónde las super#cies (resultantes de prácticas de limitador o de *ariaciones en laeliminación de metal de la super#cie, super#cie t%cnica de acabado, o 3rado delimpie$a"

A3rietamiento y desprendimiento de las super#cies nitruradas puede sercausado por la disociación en exceso de 5> y tambi%n por (especialmentepara aceros que contienen aluminio";

6iseHo (particularmente las esquinas a3udas"

capa blanca excesi*amente 3ruesa

6escarburación de la super#cie en el tratamiento t%rmico pre*io

tratamiento t%rmico inadecuado

=a contaminación por Fuidos re&ri3erantes que proporcionan protección contrala oxidación (base de a3ua"

Compuesto capa más 3ruesa de lo permitido+ Gna capa blanca más pro&unda

que la que permite puede ser causada por;temperatura de nitruración es demasiado alto

1orcentaje de disociación por debajo del m)nimo recomendado ('5>" durantela primera etapa

1rimera etapa de la retención prolon3ada

1orcentaje de disociación demasiado baja durante la se3unda etapa


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pur3a rápida con amon)aco en bruto en lu3ar de amon)aco o nitró3enoa3rietada, por encima de 40 ° C (/00 ° !" durante el en&riamiento lento

@e3las 3enerales

=as re3las 3enerales incluyen el si3uiente;

ienen las partes limpiarse y depassi*ated+

l aumento de la temperatura aumentará el espesor $ona de di&usión y la capade compuesto, siempre que la atmós&era permite la &ormación de una capa decompuesto, pero puede disminuir la dure$a del n8cleo y la pro&undidad e#ca$de los casos+

l potencial de nitruración debe coincidir con la &ase deseada en la super#ciede la pie$a+ 6e carbono se despla$ará hacia el l)mite de &ase I a potencialesmás bajos de nitruración9 cantidades crecientes de elementos de creación denitruro se despla$ará el l)mite de nitruración potenciales más altos,respecti*amente+

elementos &ormadores de nitruro tienen un alto impacto en el Fujo de nitró3enonecesaria para saturar la estructura9 1or lo tanto, la dilución de la atmós&era denitruración con demasiado nitró3eno o el tratamiento de las partes a unapresión demasiado baja se detendrá la nitruración adecuada de los aceros dealta aleación anterior en comparación con aceros de baja aleación o decarbono+

l aumento de la presión del horno aumentará el crecimiento de la capablanca, pero este e&ecto será más lento en los aceros que contienen más de loselementos de aleación de nitruro de capacidad+

pie$as estampadas pueden comportarse de manera similar a las pie$asnonstamped con mayor contenido de carbono debido a la de&ormación de lasuper#cie+

de&ormación de la super#cie pesados antes del tratamiento t%rmico puedecausar lubricantes tales como aceite de corte y otros para quemar en lasuper#cie y &ormar una capa de pasi*ación, reduciendo as) la capacidad denitró3eno para pasar la super#cie

Acero para nitruración al Cr Cr, 0,40> o y 0,..>M+ Gna *e$tratado alcan$a una resistencia mecánica de '.0 ^3mm.+ =a capa nitrurada seadhiere muy bien al n8cleo sin temor a descascarillamiento+ Ee utili$a paraconstruir pie$as de 3ran resistencia y ele*ada dure$a super#cial para resistir eldes3aste+


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Acero para nitruración al CrCr, 0,40> o y 0,.5> M+ iene caracter)sticas yaplicaciones parecidos al anterior, solamente que su resistencia mecánica esde '00^3mm.+

Acero para nitruración al Cr Al+ =a capa nitrurada de esteacero puede descascarillarse y es de 3ran &ra3ilidad+ Ee utili$a para pie$as quesoporten una resistencia media y la mayor dure$a super#cial posible+ Ei lapie$a es muy blanda puede ser recomendable un temple pre*io a la nitruraciónpara endurecerla y e*itar el descascarillamiento+

nitruración de gas

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