Thấm cacbon-nitơ là
phương pháp làm bão hòa (thấm, khuyếch tán) đồng thời cacbon và nitơ vào bề mặt
thép để nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn. Độ cứng và tình chốn mài mòn của
lớp thấm cacbon-nitơ cao hơn so với thấm cacbon nhưng thấp hơn so với thấm nitơ.
Công nghệ này đã có từ
rất sớm, ở Mỹ người ta đã nghiên cứu công nghệ này từ những năm đầu của thế kỷ
20. Sau đó nó được phát triển tại các nước châu Âu và Nhật. Thấm cacbon-nitơ cải
thiện rất nhiều cơ tính của thép: nó làm tăng khả năng chịu mài mòn, giảm hệ số ma sát, chống ăn mòn,
giảm cong vênh, tăng tuổi thọ cho các chi tiết máy, độ bóng cao hơn nhiều so với
thấm cacbon. Giá thành thấp. Do đó thấm cacbon-nitơ là công nghệ không thể thay
thế đối với 1 vài chi tiết như bạc trượt được sử dụng trên ôtô.
Ban đầu người ta sử dụng
hỗn hợp muối xianua KCN để tiến hành thấm. Nhưng hỗn hợp muối này rất độc ảnh
hưởng xấu đến cơ thể con người và môi trường. Nên hiện nay không còn được sử dụng.
Ngày nay thấm cacbon-nitơ đồng thời ở nước ta chủ yếu được thực hiện bằng 2 cách : thấm
thể lỏng sử dụng hỗn hợp muối (KCNO+K2CO3) hoặc thấm thể khí sử dụng hỗn hợp
khí NH3 + khí mêtan ít độc hại hơn so với dùng muối xianua KCN.
Thấm cacbon-nitơ ở thể
khí có nhiều ưu điểm hơn thấm thể lỏng. Đây là công nghệ hóa nhiệt luyện mới,
đang được áp dụng ngày càng rộng rãi. Khi tiến hành thấm cacbon thể khí người
ta pha thêm amôniac với tỷ lệ phù hợp để tiến hành thấm cacbon-nitơ đồng thời.
Về cơ bản cách thấm này không khác thấm cacbon ở thể khí là mấy. Nhưng lại có
nhiều ưu điểm hơn.
Sau đây là 1 vài ưu
điểm của thấm cacbon-nitơ đồng thời:
Ø Lớp thấm cacbon, ngoài cacbon ra còn bão hòa
nitơ, nhưng với lượng ít, tạo nên các pha cacbon-nitrit F3(CN) phát
tán rất cứng, làm tăng rất mạnh tính chống mài mòn. Độ cứng của lớp thấm không
khác lớp thấm cacbon (60-65)HRC, nhưng nhờ tính chống mài mòn tăng nên thời hạn
làm việc chi tiết kéo dài thêm 50-100%.
Ø Do cơ tính cao hơn, lớp thấm có thể lấy mỏng
hơn so với lớp thấm cacbon khoảng 20-30%.
Ø Do tác dụng của amoniac, quá trình tạo muội
trên chi tiết khi thấm bị thủ tiêu, do đó tạo điều kiện tăng nhanh tốc độ thấm.
Người ta thường tiến hành thấm ở 840-860oC với tốc độ thấm không
khác gì thấm cacbon ở 930oC. Nhờ giảm được nhiệt độ của lò xuống khoảng
50-80oC nên thời hạn sử dụng lò được kéo ra rất nhiều.
Chính nhờ các ưu việt
đó có thể coi thấm cacbon-nitơ là công nghệ hóa –nhiệt luyện thông dụng tiên tiến
nhất, nó đã được áp dụng rộng rãi trong sản xuất ôtô, máy kéo, động cơ…đem lại
hiệu quả kinh tế cao.
Bài viết có sử dụng tài liệu tham khảo trong sách : "Kim loại học và nhiệt luyện" cùa tác giả Nghiêm Hùng.
0 nhận xét:
Đăng nhận xét