Ny proces til overfladehærdning af rustfrit stål

Rustfrit stål er det foretrukne materiale i forskellige industrier, hvor korrosionsbestandighed er af største vigtighed, tag for eksempel dele, der er udsat for barske miljøer. Imidlertid, denne meget gunstige egenskab går ikke altid hånd i hånd med høj overfladehårdhed, slidstyrke og udmattelsesstyrke.

De fleste varmebehandlingsmetoder kan ikke let anvendes på rustfrit stål for at forbedre dets egenskaber. I særdeleshed, overfladehærdning af rustfrit stål ved nitrering og nitrokarburering i det konventionelle temperaturområde på 500 til 1000 °C er yderst skadeligt for dets korrosionsegenskaber. En mulig løsning er at implementere processer, der muliggør overfladehærdning ved lavere temperaturer af rustfrit stål.

Det EU-finansierede projekt PLASSTEEL har udviklet en avanceret proces til lavtemperatur-overfladehærdning af rustfrit stål, der muliggør nøjagtig skræddersyning af materialets egenskaber. Den nye varmebehandlingsproces kan anvendes på alle ferritiske, martensitisk, austenitiske og duplex kvaliteter, give materialet uovertruffen slid, træthed og korrosionsbestandighed.

Øget hårdhed ved lavere temperaturer

Baseret på mere end 40 års erfaring, IONITECH LTD har udviklet en plasmanitrerings-/nitrokarbureringsovn, der opnår fremragende temperaturensartethed på hele arbejdsområdet. "Den nye plasmanitreringsovn eliminerer også muligheden for 'hulkatode'-effekten. Denne lokale overophedning kan føre til temperaturer over dem, der er nødvendige for PLASSTEEL-processen, hvilket igen vil føre til chromcarbid- og chromnitridudfældninger på korngrænserne af stålet. Disse områder vil have højere overfladehårdhed, men vil også være modtagelige for intergranulær korrosion, " siger den førende forsknings- og udviklingsspecialist Alexander Varhoshkov.

PLASSSTEEL-processen er baseret på plasmateknologi og består af en opløsningsnitrerings- og nitrokarburiseringsproces ved temperaturer under 500°C, der beriger overfladelaget af et emne med nitrogen og kulstof. Den kulstofholdige gas, der tilsættes ved nitrokarburisering, kan være metan, propan eller naturgas. Dens indhold varierer fra 2 til 10 % i gasblandingen. Behandlingstrinnet kan vare fra flere minutter op til 20 timer, afhængig af emnematerialet og kravene til lagdybden.

Gennem hele projektet, flere typer rustfrit stål blev behandlet og testet. Afhængig af procentdelen af ​​legeringselementerne i disse stål samt andre egenskaber, resultater lidt varierede. "Nogle af legeringselementerne gjorde diffusionen af ​​carbonatomerne hårdere og langsommere, hvilket fører til små forskelle i diffusionslaget og overfladens hårdhed. Alligevel, i hvert fald, Målet var at forbedre slidegenskaberne for alle typer rustfrit stål, samtidig med at de bevarer deres korrosionsegenskaber, " siger Dr. Varhoshkov.

En proces så sand som stål

De fleste overfladehærdningsteknikker formindsker den oprindelige korrosionsbestandighed af rustfrit stål. IONITECHs avancerede nye proces- og plasmanitreringsovn viser, at dette ikke længere er normen. "Denne mangel er med succes omgået af denne fremragende plasmanitreringsovn, der giver præcis kontrol over materialets egenskaber, " fortsætter Dr. Varhoshkov.

Arbejde ved lave temperaturer gav et middel til at opløse nitrogen eller kulstof i rustfrit stål uden dannelse af chromnitrider eller karbider. Projektpartnere lykkedes ikke kun med at øge delenes overfladehårdhed med 4 gange, men også til at forbedre klæbende og slibende slid, og metallets tribologiske egenskaber også.