Xử lý và sửa đổi bề mặt

Các bề mặt bao phủ mọi thứ. Sự hấp dẫn và chức năng mà bề mặt vật liệu cung cấp cho chúng ta là điều quan trọng hàng đầu. Do đó SURFACE TREATMENT and SURFcb Xử lý và sửa đổi bề mặt dẫn đến các đặc tính bề mặt được nâng cao và có thể được thực hiện như một thao tác hoàn thiện cuối cùng hoặc trước khi sơn hoặc thao tác nối. , điều chỉnh bề mặt của vật liệu và sản phẩm để:

 

 

 

- Kiểm soát ma sát và mài mòn

 

- Cải thiện khả năng chống ăn mòn

 

- Tăng cường độ bám dính của các lớp phủ tiếp theo hoặc các bộ phận được ghép nối

 

- Thay đổi tính chất vật lý độ dẫn, điện trở suất, năng lượng bề mặt và phản xạ

 

- Thay đổi tính chất hóa học của bề mặt bằng cách giới thiệu các nhóm chức

 

- Thay đổi kích thước

 

- Thay đổi hình thức, ví dụ: màu sắc, độ nhám… vv.

 

- Làm sạch và / hoặc khử trùng bề mặt

 

 

 

Sử dụng xử lý và sửa đổi bề mặt, các chức năng và tuổi thọ của vật liệu có thể được cải thiện. Các phương pháp sửa đổi và xử lý bề mặt phổ biến của chúng tôi có thể được chia thành hai loại chính:

 

 

 

Xử lý và sửa đổi bề mặt bao phủ bề mặt:

 

Lớp phủ hữu cơ: Lớp phủ hữu cơ áp dụng sơn, xi măng, lớp phủ, bột nung chảy và chất bôi trơn trên bề mặt vật liệu.

 

Lớp phủ vô cơ: Lớp phủ vô cơ phổ biến của chúng tôi là mạ điện, mạ tự xúc tác (mạ không điện), lớp phủ chuyển đổi, phun nhiệt, nhúng nóng, phủ cứng, nung chảy lò, lớp phủ màng mỏng như SiO2, SiN trên kim loại, thủy tinh, gốm sứ,… .v.v. Xử lý bề mặt và sửa đổi liên quan đến lớp phủ được giải thích chi tiết trong menu con liên quan, vui lòngnhấp vào đây  Lớp phủ chức năng / Lớp phủ trang trí / Phim mỏng / Phim dày

 

 

 

Xử lý bề mặt và sửa đổi làm thay đổi bề mặt: Ở đây trên trang này, chúng tôi sẽ tập trung vào những điều này. Không phải tất cả các kỹ thuật xử lý và sửa đổi bề mặt mà chúng tôi mô tả dưới đây đều ở quy mô vi mô hoặc nano, nhưng chúng tôi sẽ đề cập ngắn gọn về chúng vì các mục tiêu và phương pháp cơ bản tương tự ở mức độ đáng kể đối với những quy mô vi sản xuất.

 

 

 

Làm cứng: Làm cứng bề mặt có chọn lọc bằng tia laze, ngọn lửa, cảm ứng và tia điện tử.

 

 

 

Các phương pháp điều trị năng lượng cao: Một số phương pháp điều trị năng lượng cao của chúng tôi bao gồm cấy ion, lắp kính & nhiệt hạch bằng laser và điều trị bằng chùm tia điện tử.

 

 

 

Xử lý khuếch tán mỏng: Các quá trình khuếch tán mỏng bao gồm quá trình khử sắt-nitrocarburizing, boro hóa, các quá trình phản ứng ở nhiệt độ cao khác như TiC, VC.

 

 

 

Xử lý khuếch tán nặng: Các quy trình khuếch tán nặng của chúng tôi bao gồm thấm cacbon, thấm nitơ và thấm cacbonit.

 

 

 

Xử lý bề mặt đặc biệt: Các phương pháp xử lý đặc biệt như xử lý đông lạnh, từ tính và âm thanh ảnh hưởng đến cả bề mặt và vật liệu rời.

 

 

 

Các quá trình đông cứng có chọn lọc có thể được thực hiện bằng ngọn lửa, cảm ứng, chùm tia điện tử, chùm tia laze. Chất nền lớn được làm cứng sâu bằng cách sử dụng làm cứng ngọn lửa. Mặt khác, cứng cảm ứng được sử dụng cho các bộ phận nhỏ. Làm cứng bằng tia laze và tia điện tử đôi khi không được phân biệt với những phương pháp làm cứng bề mặt cứng hoặc phương pháp điều trị năng lượng cao. Các quy trình xử lý và sửa đổi bề mặt này chỉ áp dụng cho thép có đủ hàm lượng cacbon và hợp kim để cho phép tôi cứng. Gang đúc, thép cacbon, thép công cụ và thép hợp kim thích hợp cho phương pháp xử lý và sửa đổi bề mặt này. Kích thước của các bộ phận không bị thay đổi đáng kể bởi các xử lý bề mặt làm cứng này. Độ sâu làm cứng có thể thay đổi từ 250 micron đến độ sâu toàn bộ phần. Tuy nhiên, trong trường hợp toàn bộ mặt cắt, mặt cắt phải mỏng, nhỏ hơn 25 mm (1 in), hoặc nhỏ, vì quy trình làm cứng yêu cầu làm nguội nhanh vật liệu, đôi khi trong vòng một giây. Điều này khó đạt được ở các phôi lớn, và do đó ở các mặt cắt lớn, chỉ có thể làm cứng các bề mặt. Là một quá trình xử lý và sửa đổi bề mặt phổ biến, chúng tôi làm cứng lò xo, lưỡi dao và lưỡi phẫu thuật trong số nhiều sản phẩm khác.

 

 

 

Các quy trình năng lượng cao là các phương pháp xử lý và sửa đổi bề mặt tương đối mới. Thuộc tính của bề mặt được thay đổi mà không thay đổi kích thước. Các quy trình xử lý bề mặt năng lượng cao phổ biến của chúng tôi là xử lý bằng chùm điện tử, cấy ion và xử lý bằng tia laze.

 

 

 

Xử lý bằng chùm tia điện tử: Xử lý bề mặt bằng chùm tia điện tử làm thay đổi tính chất bề mặt bằng cách làm nóng nhanh và làm lạnh nhanh - theo thứ tự 10Exp6 Centigrade / giây (10exp6 Fahrenheit / giây) trong một vùng rất nông khoảng 100 micron gần bề mặt vật liệu. Xử lý chùm tia điện tử cũng có thể được sử dụng trong gia công bề mặt cứng để sản xuất các hợp kim bề mặt.

 

 

 

Cấy ion: Phương pháp xử lý và sửa đổi bề mặt này sử dụng chùm tia điện tử hoặc plasma để chuyển đổi các nguyên tử khí thành các ion có năng lượng đủ lớn, và cấy / đưa các ion vào mạng tinh thể nguyên tử của chất nền, được gia tốc bởi các cuộn dây từ trong buồng chân không. Chân không giúp các ion di chuyển tự do trong buồng dễ dàng hơn. Sự không phù hợp giữa các ion được cấy và bề mặt của kim loại tạo ra các khuyết tật nguyên tử làm cứng bề mặt.

 

 

 

Xử lý bằng tia laze: Giống như điều trị và sửa đổi bề mặt bằng chùm tia điện tử, điều trị bằng chùm tia laze làm thay đổi tính chất bề mặt bằng cách làm nóng nhanh và làm lạnh nhanh ở một vùng rất nông gần bề mặt. Phương pháp xử lý & sửa đổi bề mặt này cũng có thể được sử dụng trong gia công bề mặt cứng để sản xuất hợp kim bề mặt.

 

 

 

Bí quyết về liều lượng và các thông số xử lý Implant giúp chúng tôi có thể sử dụng các kỹ thuật xử lý bề mặt năng lượng cao này trong các nhà máy chế tạo của chúng tôi.

 

 

 

Xử lý bề mặt khuếch tán mỏng:

​

Ferritic nitrocarburizing là một quá trình làm cứng trường hợp để khuếch tán nitơ và cacbon thành các kim loại đen ở nhiệt độ dưới tới hạn. Nhiệt độ xử lý thường ở 565 độ C (1049 độ F). Ở nhiệt độ này, thép và các hợp kim đen khác vẫn ở trong giai đoạn ferit, điều này có lợi so với các quá trình làm cứng trường hợp khác xảy ra trong giai đoạn Austenit. Quy trình này được sử dụng để cải thiện:

 

• chống trầy xước

 

• tính chất mỏi

 

•chống ăn mòn

 

Sự biến dạng hình dạng rất ít xảy ra trong quá trình làm cứng nhờ nhiệt độ xử lý thấp.

 

 

 

Boro hóa, là quá trình mà bo được đưa vào kim loại hoặc hợp kim. Nó là một quá trình làm cứng và biến đổi bề mặt mà qua đó các nguyên tử bo được khuếch tán vào bề mặt của một thành phần kim loại. Kết quả là bề mặt có chứa các borid kim loại, chẳng hạn như borid sắt và borid niken. Ở trạng thái tinh khiết của chúng, những hạt kim loại này có độ cứng và khả năng chống mài mòn rất cao. Các bộ phận kim loại được boro hóa có khả năng chống mài mòn cực cao và thường sẽ tồn tại lâu hơn gấp 5 lần so với các bộ phận được xử lý bằng nhiệt thông thường như làm cứng, thấm cacbon, thấm nitơ, nitrocarburizing hoặc làm cứng cảm ứng.

 

​

 

Xử lý và sửa đổi bề mặt khuếch tán nặng: Nếu hàm lượng cacbon thấp (dưới 0,25% chẳng hạn) thì chúng ta có thể tăng hàm lượng cacbon trên bề mặt để làm cứng. Bộ phận có thể được xử lý nhiệt bằng cách làm nguội trong chất lỏng hoặc làm lạnh trong không khí tĩnh tùy thuộc vào các đặc tính mong muốn. Phương pháp này sẽ chỉ cho phép làm cứng cục bộ trên bề mặt, nhưng không cho phép làm cứng trong lõi. Điều này đôi khi rất mong muốn bởi vì nó cho phép tạo ra một bề mặt cứng với các đặc tính mài mòn tốt như trong bánh răng, nhưng có lõi bên trong cứng sẽ hoạt động tốt dưới tác động của tải trọng.

 

 

 

Trong một trong những kỹ thuật xử lý và sửa đổi bề mặt, cụ thể là Carburizing, chúng tôi thêm carbon vào bề mặt. Chúng tôi cho bộ phận tiếp xúc với bầu khí quyển giàu Carbon ở nhiệt độ cao và cho phép sự khuếch tán để chuyển các nguyên tử Carbon vào thép. Sự khuếch tán sẽ chỉ xảy ra nếu thép có hàm lượng carbon thấp, bởi vì sự khuếch tán hoạt động dựa trên sự khác biệt của nguyên tắc nồng độ.

 

 

 

Đóng gói Carburizing: Các bộ phận được đóng gói trong môi trường carbon cao như bột carbon và được nung trong lò từ 12 đến 72 giờ ở 900 độ C (1652 Fahrenheit). Ở nhiệt độ này sinh ra khí CO là chất khử mạnh. Phản ứng khử xảy ra trên bề mặt của thép giải phóng cacbon. Sau đó carbon được khuếch tán vào bề mặt nhờ nhiệt độ cao. Carbon trên bề mặt là 0,7% đến 1,2% tùy thuộc vào điều kiện quy trình. Độ cứng đạt được là 60 - 65 RC. Độ sâu của vỏ được chế tạo bằng cacbon nằm trong khoảng từ 0,1 mm đến 1,5 mm. Quá trình thấm cacbon theo gói đòi hỏi phải kiểm soát tốt sự đồng nhất nhiệt độ và tính nhất quán trong quá trình gia nhiệt.

 

 

 

Khí Carburizing: Trong biến thể của xử lý bề mặt này, khí Carbon Monoxide (CO) được cung cấp cho lò nung nóng và phản ứng khử lắng đọng carbon diễn ra trên bề mặt của các bộ phận. Quá trình này khắc phục hầu hết các vấn đề của quá trình thấm cacbon. Tuy nhiên, một mối quan tâm là việc ngăn chặn an toàn khí CO.

 

 

 

Khử cacbo bằng chất lỏng: Các bộ phận bằng thép được ngâm trong bể nước giàu cacbon nóng chảy.

 

 

 

Thấm nitơ là một quá trình xử lý và sửa đổi bề mặt liên quan đến việc khuếch tán Nitơ vào bề mặt thép. Nitơ tạo thành Nitrua với các nguyên tố như Nhôm, Crom và Molypden. Các bộ phận được xử lý nhiệt và ủ trước khi thấm nitơ. Sau đó, các bộ phận được làm sạch và nung trong lò trong môi trường Amoniac phân ly (chứa N và H) trong 10 đến 40 giờ ở 500-625 độ C. (932 - 1157 Fahrenheit). Nitơ khuếch tán vào thép và tạo thành hợp kim nitrit. Điều này thâm nhập đến độ sâu lên đến 0,65 mm. Vỏ máy rất cứng và độ biến dạng thấp. Vì vỏ máy mỏng, không nên mài bề mặt và do đó xử lý bề mặt thấm nitơ có thể không phải là một lựa chọn cho các bề mặt có yêu cầu hoàn thiện rất mịn.

 

 

 

Quá trình xử lý và sửa đổi bề mặt carbonnitriding là thích hợp nhất cho thép hợp kim carbon thấp. Trong quá trình cacbonitriding, cả Carbon và Nitơ đều được khuếch tán vào bề mặt. Các bộ phận được đốt nóng trong môi trường chứa một hydrocacbon (chẳng hạn như metan hoặc propan) trộn với Amoniac (NH3). Nói một cách đơn giản, quá trình này là sự kết hợp giữa Carburizing và Nitriding. Xử lý bề mặt cacbonitriding được thực hiện ở nhiệt độ 760-870 độ C. Quá trình cacbonitriding không thích hợp cho các bộ phận có độ chính xác cao do các biến dạng vốn có. Độ cứng đạt được tương tự như thấm cacbon (60 - 65 RC) nhưng không cao bằng thấm nitơ (70 RC). Độ sâu trường hợp là từ 0,1 đến 0,75 mm. Vỏ rất giàu Nitrua cũng như Martensite. Cần ủ sau đó để giảm độ giòn.

 

 

 

Các quy trình xử lý và sửa đổi bề mặt đặc biệt đang trong giai đoạn phát triển ban đầu và hiệu quả của chúng vẫn chưa được chứng minh. Họ đang:

 

 

 

Xử lý đông lạnh: Thường được áp dụng trên thép cứng, từ từ làm nguội bề mặt xuống khoảng -166 độ C. (-300 độ F) để tăng mật độ của vật liệu và do đó tăng khả năng chống mài mòn và độ ổn định kích thước.

 

 

 

Xử lý rung động: Những biện pháp này nhằm mục đích làm giảm căng thẳng nhiệt tích tụ trong quá trình xử lý nhiệt thông qua các rung động và tăng tuổi thọ mài mòn.

 

 

 

Xử lý từ tính: Những phương pháp này có ý định thay đổi dòng nguyên tử trong vật liệu thông qua từ trường và hy vọng cải thiện tuổi thọ mài mòn.

 

 

 

Hiệu quả của các kỹ thuật sửa đổi và xử lý bề mặt đặc biệt này vẫn còn được chứng minh. Ngoài ra, ba kỹ thuật trên ảnh hưởng đến vật liệu rời bên cạnh các bề mặt.