การคาร์บูไรซิ่งกับการไนไตรดิ้ง

การคาร์บูไรซิ่งและการไนไตรดิ้งเป็นกระบวนการเพิ่มความแข็งผิวที่สำคัญในทางโลหะวิทยา โดยมีความแตกต่างกันดังต่อไปนี้:
หลักการของกระบวนการ

•การคาร์บูไรซิ่งกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำหรือเหล็กกล้าผสมคาร์บอนต่ำในตัวกลางที่มีคาร์บอนสูงที่อุณหภูมิที่กำหนด แหล่งคาร์บอนจะสลายตัวเพื่อสร้างอะตอมคาร์บอนที่ว่องไว ซึ่งจะถูกดูดซับโดยพื้นผิวเหล็กและแพร่กระจายเข้าไปด้านใน ทำให้ปริมาณคาร์บอนในพื้นผิวเหล็กเพิ่มขึ้น
•การไนไตรดิ้ง: เป็นกระบวนการที่อะตอมไนโตรเจนที่ว่องไวแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวเหล็กที่อุณหภูมิระดับหนึ่ง ก่อให้เกิดชั้นไนไตรด์ อะตอมไนโตรเจนจะทำปฏิกิริยากับธาตุผสมในเหล็ก ทำให้เกิดไนไตรด์ที่มีความแข็งสูงและทนทานต่อการสึกหรอได้ดี
อุณหภูมิและเวลาในการดำเนินการ

•การคาร์บูไรซิ่งโดยทั่วไปอุณหภูมิจะอยู่ระหว่าง 850 ถึง 950 องศาเซลเซียส กระบวนการนี้ใช้เวลานานพอสมควร โดยปกติแล้วจะใช้เวลาหลายชั่วโมงถึงหลายสิบชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความลึกของชั้นคาร์บอนไนซ์ที่ต้องการ
•การไนไตรดิ้งอุณหภูมิค่อนข้างต่ำ โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 500 ถึง 600 องศาเซลเซียส ระยะเวลาก็ยาวนานเช่นกัน แต่สั้นกว่าการอบชุบด้วยคาร์บอน โดยปกติจะใช้เวลาหลายสิบถึงหลายร้อยชั่วโมง
คุณสมบัติของชั้นที่ถูกแทรกซึม

•ความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอ

•การคาร์บูไรซิ่ง: ความแข็งผิวของเหล็กสามารถสูงถึง 58-64 HRC หลังจากผ่านกระบวนการคาร์บูไรซิ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอสูง
•การไนไตรดิ้ง: ความแข็งผิวของเหล็กสามารถสูงถึง 1000-1200 HV หลังจากการไนไตรดิ้ง ซึ่งสูงกว่าการคาร์บูไรซิ่ง และมีความทนทานต่อการสึกหรอดีกว่า
•ความแข็งแรงเมื่อยล้า

•การคาร์บูไรซิ่ง: สามารถช่วยเพิ่มความแข็งแรงต่อความล้าของเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการดัดและการบิด
•การไนไตรดิ้ง: นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความแข็งแรงต่อความล้าของเหล็กได้ แต่ผลลัพธ์ค่อนข้างอ่อนกว่าการอบชุบด้วยคาร์บอน
•ความต้านทานการกัดกร่อน

•การคาร์บูไรซิ่งความต้านทานการกัดกร่อนหลังการอบชุบด้วยคาร์บอนค่อนข้างต่ำ
•การไนไตรดิ้ง: หลังจากกระบวนการไนไตรดิ้ง จะเกิดชั้นไนไตรด์หนาแน่นบนพื้นผิวเหล็ก ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนได้ดียิ่งขึ้น
วัสดุที่เกี่ยวข้อง

•การคาร์บูไรซิ่ง: เหมาะสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและเหล็กกล้าผสมคาร์บอนต่ำ และมักใช้ในการผลิตเฟือง เพลา และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่รับน้ำหนักและแรงเสียดทานสูง
•การไนไตรดิ้ง: เหมาะสำหรับเหล็กกล้าที่มีส่วนผสมของธาตุผสม เช่น อะลูมิเนียม โครเมียม และโมลิบเดนัม มักใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงและทนต่อการสึกหรอสูง เช่น แม่พิมพ์และเครื่องมือวัด
ลักษณะของกระบวนการ

•การคาร์บูไรซิ่ง

•ข้อดี: วิธีนี้สามารถสร้างชั้นคาร์บอนไนซ์ที่ค่อนข้างลึก ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของชิ้นส่วน กระบวนการค่อนข้างง่ายและต้นทุนต่ำ
• ข้อเสีย: อุณหภูมิในการอบชุบแข็งสูง ซึ่งอาจทำให้ชิ้นส่วนเสียรูปได้ง่าย จำเป็นต้องมีการอบชุบความร้อน เช่น การชุบแข็งหลังจากการอบชุบแข็ง ซึ่งทำให้กระบวนการมีความซับซ้อนมากขึ้น
•การไนไตรดิ้ง

• อุณหภูมิในการไนไตรดิ้งต่ำ ทำให้ชิ้นส่วนเสียรูปน้อยลง สามารถให้ความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอ และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ไม่จำเป็นต้องชุบแข็งหลังการไนไตรดิ้ง ทำให้กระบวนการง่ายขึ้น
•ข้อเสียชั้นไนไตรด์ที่ได้นั้นบาง มีความสามารถในการรับน้ำหนักค่อนข้างต่ำ กระบวนการไนไตรด์ใช้เวลานาน และมีค่าใช้จ่ายสูง