Mechanizmy azotowania plazmowego spiekanych wyrobów metalowych o małej gęstości

• Autorzy: Roliński Edward , Woods Mike

Warianty tytułu

EN

Plasma nitriding mechanisms of low-density sintered metal products

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mechanizm azotowania plazmowego polega na tworzeniu różnych substancji czynnych, wytwarzających atomy azotu reagujące z metalem. Rodzaj dostarczanego azotu zależy od warunków azotowania, a także od rodzaju obrabianego metalu. Azotowanie plazmowe produktów z proszków metali o małej gęstości (PM) powoduje powstawanie warstw, których grubość zależy od ciśnienia gazu stosowanego w procesie. Wyższe ciśnienie może powodować lokalnie głębszą penetrację powierzchni przez aktywne formy azotu powstałego ze związków amoniaku wytworzonych przez plazmę, natomiast niskie ciśnienie zmniejsza znacznie ten efekt. Mechanizm powstawania lokalnie grubszej warstwy wynika z obecności otwartych porowatości w powierzchni, ponieważ mogą one być penetrowane przez wytwarzane przez plazmę cząstki amoniaku. Te same porowatości nie mogą być penetrowane przez jony azotu utworzone w tym samym czasie, ponieważ ich średni wolny czas życia jest znacznie krótszy niż w przypadku amoniaku. W artykule przedstawiono badania eksperymentalne weryfikujące przedstawione wyżej zagadnienia.

EN

The mechanism of plasma nitriding include the formation of various active species generating nitrogen atoms reacting with the metal. Which species prevail in supplying nitrogen depends on nitriding conditions as well as the nature of the treated metal. Plasma nitriding products made of low-density powder metal (PM), results in a formation of the layers whose thicknesses may depend on the gas pressure used for the process. Higher pressure can cause locally deeper penetration of the surface by active nitrogen species formed from ammonia compounds generated by the plasma. While a low processing pressure reduces this effect significantly. The formation mechanism of a locally thicker layer relies on the presence of open porosities in the surface, as they can be penetrated by the ammonia species generated by the plasma. The same porosities cannot be penetrated by the ions of nitrogen formed at the same time since their mean free life is much shorter than that of ammonia species. In this paper above mentioned problems were experimentally verificated.

Słowa kluczowe

PL

azotowanie plazmowe; azotowanie gazowe; materiał o małej gęstości; mechanizm azotowania; ciśnienie gazu w azotowaniu plazmowym; aktywna forma azotu

EN

plasma nitriding; gas nitriding; low density material; mechanism of nitriding; gas pressure in plasma nitriding; active nitriding species

• Wydawca: AWART MEDIA
• Czasopismo: Obróbka Metalu
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 3
• Strony: 40--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Roliński Edward

• Advanced Heat Treatment Corporation, Waterloo, Iowa, USA

autor

Woods Mike

• Advanced Heat Treatment Corporation, Waterloo, Iowa, USA

Bibliografia

• 1. Danninger H., Dlapka M.: Heat Treatment of Sintered Steelswhat is different? HTM J. Heat Treatm. Mat. 73 (2018) 3, pp. 117–130.
• 2. Hudis M.: Study of ion-nitriding. J. Appl. Physics 44 (1973) 4, pp. 1489–1496.
• 3. Klümper-Westkamp H., Gaus J.,-H., Bischoff S., Rohde J., Winter K.-M.: Neues kenn-zahlbasiertes Regelungskonzept für das kontrollierte Plasmanitrieren und nitrocarburieren. HTM J. Heat Treatm. Mat. 68 (2013) 5, pp. 208–213.
• 4. Rolinski E.: Plasma Assisted Nitriding and Nitrocarburizing of Steel and other Ferrous Alloys.. in: Mittemeijer E.J., Somers M.A.J. (eds.): Thermochemical Surface Engineering of Steels Woodhead. Publishing, Witney, UK, 2014, pp. 413–449.
• 5. Rolinski E., Konieczny A., Sharp G.: Nature of Surface Changes in Stamping Tools of Gray and Ductile Cast Iron During Gas and Plasma Nitrocarburizing. J. Mater. Eng. Perform. 18 (2009) 8, pp. 1052–1059.
• 6. Rolinski E., Sharp G., Brondum K., Peterson N.: P/M Turbo Charger and Armature Components: Plasma Nitriding and Nitrocarburizing to Reduce Friction Wear. Proc. SAE World Congress Detroit, Michigan, USA, 11-14.04. 2005, Paper 2005-01-0722, SAE International, Warrendale, PA, USA.
• 7. Skalecki M.-G., Klümper-Westkamp H., Hoffmann F., Zoch H., W., Bischoff S., Rohde J.: Plasma nitriding potential and a new modeling approach for plasma nitriding process control. Proc. 28th ASM Heat Treating Society Conference, 20–22.10.2015, Detroit, Michigan, USA, ASM Int., Curran Associates, Red Hook, NY, USA, pp. 325–328.
• 8. Walkowicz J.: Porównawcza ocena intensywności procesów azotowania jarzeniowego i gazowego na podstawie analizy zgodności składu fazowego warstw azotowych z układem równowagi Lehrera. Problemy Eksploatacji 48 (2003) 1, pp. 45–53.
• 9. Walkowicz J., Supiot P., Smolik J., Grushin M.: The influence of the N-H mixture composition on the spectroscopic and 22 temporal behavior of glow discharge characteristics in pulsesupplied nitriding processes. Surf. Coat. Technol. 180–181 (2004), pp. 407–412.