فرآیند کربن دهی
آنچه در این مطلب میخوانید:
فرآیند کربن دهی
کربن دهی به فرآیند تولیدی اطلاق می‌شود که در آن سطح خارجی قطعات فولادی یا آهنی با آغشته کردن سطح آنها به اتم‌های کربن، سخت می‌شود.
این فرآیند به «سخت شدن پوسته» یا «سخت شدن سطحی» کمک می‌کند که در آن قسمت داخلی فلز نسبتاً نرم باقی می‌ماند اما لایه بیرونی به یک پوسته محافظ و سخت تبدیل می‌شود.
یک تولیدکننده با افزودن کربن، با سخت کردن سطح خارجی آهن یا فولاد کم کربن، کربن دهی را انجام می‌دهد. این فرآیند ترکیب شیمیایی سطح قطعات آهنی یا فولادی را تغییر می‌دهد. قطعات کار معمولاً پس از ماشینکاری تحت این فرآیند قرار می‌گیرند.
یک ابزار کربنیزه شده کمتر به راحتی می‌شکند و در طول استفاده عادی، در برابر خراش‌ها و سایر سایش‌ها به طور مؤثرتری مقاومت می‌کند. تولیدکنندگان از اندازه‌گیری عمق قاب برای ارزیابی ضخامت این لایه محافظ بیرونی استفاده می‌کنند.
در طول کربن دهی ، اتم‌های کربن از منبع کربن به سطح قطعه کار فلزی نفوذ می‌کنند. آنها با سرد شدن قطعه، به طور دائم به ساختار فلز متصل می‌مانند.
کربن به یکی از دو روش زیر سختی را افزایش می‌دهد: یا به بخشی از ساختار بیرونی خود فلز تبدیل می‌شود و یک لایه فولادی مارتنزیتی یا پرلیتی بیرونی تشکیل می‌دهد، یا در برخی موارد، پس از ترکیب با سایر عناصر موجود در آلیاژ، کاربید تشکیل می‌دهد. هر دو حالت، سطوح فولادی سخت شده دائمی ایجاد می‌کنند.
مزایای کلیدی کربوریزاسیون
کربن دهی مزایایی دارد زیرا باعث سخت شدن سطحی سطوح خارجی فولاد کم کربن و آلیاژهای آهن می‌شود. به عنوان مثال، قطعات فلزی که تحت عملیات حرارتی و کربن‌دهی قرار می‌گیرند، مقاومت بیشتری در برابر سایش دارند.
سختی سطح بیرونی کربن‌دهی شده همچنین از ابزارهای تیز در برابر لب‌پریدگی آسان در حین استفاده عادی محافظت می‌کند. کربن‌دهی همچنین معمولاً مقاومت در برابر سایش را افزایش می‌دهد و طول عمر مفید ابزارها و محصولات فلزی را افزایش می‌دهد.
روش‌های کربن دهی
چهار روش کربن دهی در محیط‌های تولیدی محبوبیت پیدا کرده‌اند که هر کدام مزایا و معایبی دارند:
کربن دهی مایع
تولیدکنندگان گاهی اوقات با فرو بردن فلز در دماهای بالا در حمام‌هایی از مایعات پرکربن، اتم‌های کربن را به سطح فولادهای کم کربن وارد می‌کنند.
در گذشته، مایعات مورد استفاده برای این فرآیند اغلب شامل سیانید، یک اسید قوی بود که به ساییدگی سطح کمک می‌کرد تا فلز را برای رسوب کربن آماده کند.
امروزه، تولیدکنندگان معمولاً در طول فرآیند کربوریزاسیون مایع از اسیدهای سازگار با محیط زیست و کم‌سمی‌تر استفاده می‌کنند. سبدهای توری یا سیمی باعث می‌شوند کل قطعه کار برای مدت زمان دلخواه در حمام مایع معلق بماند و کربوریزاسیون یکنواخت را تضمین کند.
مزایای کربن دهی مایع
این فرآیند، تولید قاب‌های فلزی بیرونی با محتوای کربن بالا را تسهیل می‌کند. معمولاً زمان نسبتاً کمی برای تکمیل آن لازم است. کربن دهی مایع برای تقویت سطوح قطعات کوچک و متوسط بسیار کارآمد است؛ تولیدکنندگان می‌توانند این فرآیند را به راحتی خودکار کنند.
نمونه‌های محصول
تولیدکنندگانی که قطعات کوچکی مانند بلبرینگ تولید می‌کنند، اغلب از کربن دهی مایع استفاده می‌کنند.
کربن دهی گازی
این روش بسیار رایج کربن‌دهی، از گازهایی مانند متان یا مونوکسید کربن برای رسوب کربن روی سطح آلیاژهای فولاد کم کربن یا چدن‌ها استفاده می‌کند.
امروزه تولیدکنندگان برای دستیابی به سطوح بهینه کربوریزاسیون، دما را با دقت کنترل می‌کنند. این فرآیند معمولاً در کوره‌های بزرگ انجام می‌شود. این فرآیند اغلب همراه با اتوماسیون انجام می‌شود و کنترل بسیار خوبی بر عمق سخت‌کاری پوسته ارائه می‌دهد.
مزایای کربن دهی گازی
کربن دهی گازی به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که روی قطعات بسیار بزرگ راحت‌تر کار کنند. علاوه بر این، ممکن است به یک شرکت اجازه دهد تا حجم زیادی از مواد را به طور مؤثر سخت‌کاری سطحی کند.
نمونه‌های محصول
این فرآیند امکان کربن دهی گاوصندوق‌ها و خزانه‌های تجاری و همچنین تیغه‌های صنعتی بزرگ و سایر اقلام سنگین را فراهم می‌کند.
کربن دهی بسته‌ای
این فرآیند تولید که سال‌ها پیش کشف شد، شامل بسته‌بندی فولاد یا آهن کم‌کربن با زغال چوب یا کک و گرم کردن مواد در دماهای بسیار بالا است.
گاز مونوکسید کربن تشکیل می‌شود و به انتقال مقداری کربن به سطح فلز کمک می‌کند.
تولیدکنندگان اغلب با استفاده از این روش، در حفظ دمای یکنواخت در سراسر سطح با چالش‌هایی مواجه می‌شوند، بنابراین سطح کربن در سطح کربن دهی شده ممکن است متفاوت باشد.
این فرآیند تمایل به تولید لایه‌های سخت‌شده‌ی تا حدودی نازک (۱ میلی‌متر تا ۱.۵ میلی‌متر) دارد.
مزایای کربوریزه کردن بسته
روش‌های کربن دهی گروهی، شرکت‌های تولیدی را قادر می‌سازد تا هم قطعات بزرگ و هم حجم زیادی از قطعات کوچک را کربن‌دهی کنند.
نمونه‌های محصول
تولیدکنندگان گاهی اوقات با استفاده از این روش، ابزارهای مصرفی ارزان قیمتی مانند بیلچه و چنگک باغبانی تولید می‌کنند.
کربن‌دهی تحت خلاء
کربن دهی در خلاء که معمولاً همراه با تکنیک‌های کوئنچ در روغن یا گاز فشار بالا استفاده می‌شود، در غیاب اکسیژن انجام می‌شود.
شرکت‌ها اغلب از متان به عنوان عاملی برای انتشار کربن استفاده می‌کنند و این گاز را در دماهای بسیار بالا به یک محفظه خلاء بدون اکسیژن کربن‌ساز تزریق می‌کنند.
مزایای کربن دهی تحت خلاء
این فرآیند انعطاف‌پذیر و گران‌قیمت به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا انواع قطعات کار با اندازه‌های مختلف را به طور مؤثر کربن دهی کنند. این فرآیند، سخت‌کاری سطحی را نسبتاً سریع انجام می‌دهد.
مثال‌ها
این روش برای تولید بسیاری از قطعات هوانوردی، هوافضا و حفاری ایده‌آل است.
کاربردهای کربن دهی
سخت شدن سطح ناشی از کربن‌دهی کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. به عنوان مثال، امروزه مته‌های حفاری کربن دهی شده در بسیاری از موقعیت‌ها، از نجاری گرفته تا اکتشاف نفت و گاز، به افراد کمک می‌کنند.
کربوریزاسیون همچنین به طور قابل توجهی در صنعت ماشینکاری نقش دارد و تولیدکنندگان را قادر می‌سازد تا طول عمر مفید بسیاری از تجهیزات فلزی را افزایش دهند.
برخی از صنایعی که به شدت به فلزات کربن‌دار وابسته هستند شامل صنایع دریایی و هوافضا، کشاورزی، تولیدکنندگان صنعتی و صنعت خودرو می‌شوند.
نتیجه گیری
کربن دهی معمولاً به فرآیندهای عملیات حرارتی بسیار کنترل‌شده برای سرعت بخشیدن به انتقال اتم‌های کربن متکی است.
متالورژیست‌ها در این قرن از روش‌های متنوعی برای سخت کردن سطوح فولاد استفاده می‌کردند. در کنار سخت‌کاری القایی و نیتریده کردن، کربن دهی به یکی از محبوب‌ترین فرآیندهای تولید تبدیل شده است.
شرکت آرمان گستر اقتدار ضمانت یک خرید مطمئن را به شما می دهد و مرجع تخصصی خرید و فروش آهن آلات و کلیه مقاطع فولادی است که شما در جهت ثبت درخواست میتوانید با واحد مشاوره و فروش شرکت آرمان گستر اقتدار (آهن آرمان) در ارتباط باشید.
هم‌اکنون با بهترین مقاطع فولادی آشنا شوید!
آیا به دنبال تأمین مقاطع فولادی با کیفیت و قیمت روز آهن آلات مناسب هستید؟
ما در آرمان گستر اقتدار ، با ارائه انواع مقاطع فولادی شامل تیرآهن، نبشی، ناودانی و پروفیل و … آماده‌ایم تا نیازهای شما را برآورده کنیم.
همین حالا با ما تماس بگیرید و از مشاوره رایگان بهره‌مند شوید!
شما میتوانید برای مشاوره خرید آهن آلات و مقاطع فولادی ، برای پروژه های خود و دریافت قیمت روز با شماره 02158336،شرکت آرمان گستر اقتدار( آهن آرمان) تماس بگیرید تا کارشناسان ما، پاسخگوی سوالات شما باشند.
