toi tham nito

Tôi thấm nito – Ứng dụng của khí N2

Tôi thấm nito là ứng dụng đang ngày càng phổ biến của khí nito (nitrogen, N2). Ứng dụng này cho phép những kim loại sau khi được tôi thấm, có độ cứng vượt trội, đáp ứng những lĩnh vực có yêu cầu khắt khe với nguyên liệu đặc biệt.

Cùng Novigas tìm hiểu về tôi thấm nito để hiểu rõ những nguyên lý cũng như ứng dụng của phương pháp này nhé.

Tôi thấm nito là gì?

Tôi thấm nito là quá trình xử lý bề mặt kim loại, đặc biệt là các loại hợp kim cần độ cứng cao bằng phương pháp xử lý nhiệt hóa học. Đây là quá trình khuyếch tán nito vào bề mặt kim loại, phổ biến trên thép hợp kim thấp. Chúng cũng được ứng dụng trên các bề mặt từ nguyên liệu titan, nhôm và molypden.

Tại sao tôi thấm nitơ làm tăng độ cứng của thép?

Các kim loại, sau quá trình đúc công nghiệp, nhìn bề ngoài đã mang kết cấu hoàn chỉnh. Tuy nhiên, trên thực tế, giữa các phân tử kim loại vẫn có những khe hở nhỏ. Quá trình tôi thấm nito cho phép các nguyên tử nito khuyếch tán vào các khe hỡ của bề mặt kim loại. Nito lấp đầy các khe hở, khiến bề mặt trở thành một khối trơn nhẵn và tăng độ cứng kim loại lên cao hơn. Sau quá trình tôi thấm, kim loại tăng độ cứng cho bề mặt, tăng khả năng chống mài mòn sau khi được đưa vào sử dụng.

Các vật liệu phù hợp với việc tôi thấm nito và đem lại hiệu quả cao sau khi ứng dụng là có các thành phần gồm nguyên tố như: nhôm, crom, molypden, vanadi. Các nguyên tố này, khi tiếp xúc với các nguyên tử nito ở nhiệt độ tôi thấm nito sẽ tạo thành nitrua ổn định. Bên cạnh đó, molypden còn giúp giảm độ giòn cho sản phẩm sau khi tôi thấm nito.

Theo các chuyên gia giàu kinh nghiệm trong công nghiệp luyện kim, các kim loại nếu có chứa nguyên tố tạo nitrua thì hiệu quả sau khi tôi thấm nito là khá tốt. Trong số đó, với độ thấm nito ở mức 0,85 đến 1,5% nên nhôm là nguyên tố nitrua mạnh nhất và cho kết quả tốt nhất. Hỗn hợp thép crom cũng có kết quả khả quan.

toi tham nito 1
Tôi thấm nito được ứng dụng nhiều trong khuôn đúc định hình.

Ưu điểm của phương pháp tôi thấm nito: 

Với phương pháp luyện kim thông thường, muốn sản phẩm đạt độ cứng cao, thường sau khi luyện trong lò nóng, sản phẩm phải làm nguội cấp tốc. Với việc tôi thấm nito, độ cứng của sản phẩm được phát sinh trực tiếp ngay sau đó vì sự lấp đầy các khe hở của nito trong kim loại phát huy tác dụng ngay lập tức mà không cần phải nung nóng.

Với nhiệt độ nung ủ chỉ lên tới 500 độ C (trong khi nhiệt độ trong các lò luyện kim thông thường lên đến hàng ngàn độ C), các cấu kiện được tôi thấm nito không hoặc khó bị bóp méo, đặc biệt là lớp được tôi thấm.

Lớp được tôi thấm, tạo ra một vùng biên có độ cứng vượt trội so với các vùng mà nito không lọt tới. Do đó, các vùng được tôi thấm có khả năng chống mài mòn cao.

Tuy nhiên, để sản phẩm phát huy được ưu điểm, trước khi tôi thấm phải thực hiện hết tất cả các bước nhiệt luyện và gia công cơ khí. Sau khi tôi thấm nito thì chỉ cho phép mài tinh sản phẩm với dư lượng nhỏ hơn 0,02mm để đảm bảo chất lượng lớp thấm.

Các ứng dụng tôi thấm nito: 

Tôi thấm nitơ được sử dụng rộng rãi nhằm tăng tuổi thọ làm việc của các chi tiết máy thông qua phương pháp hóa nhiệt luyện bề mặt. Với các nhà máy sản xuất, chế tạo các chi tiết máy cần độ cứng bề mặt cao, hạn chế khả năng ăn mòn và thường làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao đến 400-500 độ C.

Là các phương pháp hóa nhiệt luyện bề mặt được sử dụng rộng rãi nhằm tăng tuổi thọ làm việc của chi tiết máy. Đây thường là nguyên công cuối trong quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết máy quan trọng cần độ cứng bề mặt cao, tính chống mài mòn và phải làm việc ở nhiệt độ cao đến 400 – 500℃.

Các bộ phận thiết bị máy được tôi thấm nito:

Bánh răng, trục, trục khuỷu, piston, dụng cụ cắt, đầu phun nhiên liệu…là những bộ phận, thiết bị máy thường được ứng dụng tôi thấm nito để đạt được hiệu suất làm việc.

Khuôn đúc – định hình:

Là dụng cụ cần độ cứng cao, khuôn đúc – định hình được làm từ thép dụng cụ, thép đúc hoặc gang và thường xuyên trải qua các quá trình nhiệt luyện cao thấp khác nhau. Do đó, các khuôn này được tôi và ủ chân không, tôi bằng ngọn lửa, và sau khi được tôi thấm nito sẽ đảm bảo thời gian hoạt động lâu hơn rất nhiều.

Khuôn nhựa, cao su:

Khuôn cao su hoặc nhựa và khuôn định hình thường chỉ cần chống mài mòn, có thể đạt được bằng cách thấm khí Nitơ.

toi tham nito 2
Khí nito/nitrogen/n2 là nguyên liệu cho phương pháp tôi thấm nito.

Khuôn đùn nhôm:

Để đảm bảo độ cứng của khuôn đùn nhôm, thông thường khuôn được tôi thấm nito nhiều lần. Với khuôn đùn nhôm, các thông số tôi thấm nito được điều chỉnh nhằm đạt tới tuổi thọ của khuôn tối đa, giúp giảm các chi phí đầu tư cấu kiện nhiều lần hoặc sự cố vỡ khuôn.

 

Novigas là chuyên gia cung cấp khí công nghiệp cũng như các vật tư ngành khí và các dịch vụ đi kèm. Khí nito/nitrogen/n2 là sản phẩm chủ lực của chúng tôi. Các khách hàng hoạt động trong lĩnh vực luyện kim và tôi thấm nito cần sản phẩm khí nito, hãy liên hệ ngay với Novigas để được tư vấn miễn phí.

 

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Liên hệ ngay với chúng tôi!