Processen börjar med det noggranna valet av baslegeringen. Stålkvaliteter som innehåller legeringselement såsom krom, molybden och vanadium används för nitrering. Dessa element förbättrar materialets förmåga att bilda ett hårt, hållbart nitrerat skikt när det utsätts för nitreringsprocessen. Den valda legeringen måste också ha lämpliga kolinnehåll och mekaniska egenskaper för att motstå spänningarna på smidning och efterföljande nitrering utan att kompromissa med dess integritet.
Uppvärmning av stålet till lämplig temperatur är avgörande för att säkerställa att materialet blir tillräckligt formbart för smidning samtidigt som man förhindrar överdriven korntillväxt eller oönskade förändringar i mikrostrukturen. Forged Nitriding Alloy fyrkantiga stålstänger värms upp i en elektrisk eller gasugn, vilket når temperaturer mellan 1 100 ° F till 1 200 ° F (593 ° C till 649 ° C). Uppvärmningsprocessen styrs noggrant för att undvika överhettning, vilket kan leda till oxidation eller överdriven karbidbildning, som båda skulle påverka stålens prestanda negativt.
När materialet når rätt temperatur överförs det till smidningspressen eller hammaren. Smidningsprocessen innebär att man applicerar kontrollerad kraft för att forma stålet till de önskade dimensionerna. Detta steg är avgörande för att anpassa kornstrukturen i stålet och förbättra dess mekaniska egenskaper. Stålet pressas eller hammas in i en fyrkantig stångform, vilket säkerställer att det inte finns några sprickor eller defekter i materialet. Smidningsprocessen förfinar också den inre strukturen, främjar enhetlighet och förbättrar stålens styrka och duktilitet.
Efter smidningsprocessen utsätts stålstängerna för en kontrollerad kylningsprocess, vilket är viktigt för att ställa in materialets mekaniska egenskaper. Kylning kan göras genom luftkylning eller oljekylning, beroende på stålkvalitet och önskade slutliga egenskaper. Kylning påskyndar kylningsprocessen för att öka hårdheten, men kylningshastigheten måste kontrolleras för att förhindra termisk chock, vilket kan orsaka sprickor eller vrida. Målet är att uppnå en fin mikrostruktur med optimal hårdhet och styrka för efterföljande nitrering.
I nitreringsstadiet utsätts de smidda stålstängerna för en kvävrisk miljö för att bilda en hård, slitstödande nitrerad yta. Processen kan göras med antingen gasnitriding (ammoniakgas) eller plasmatitridering, som båda involverar att utsätta materialet för kväve vid temperaturer mellan 900 ° F och 1 000 ° F (482 ° C och 538 ° C). Under denna process diffunderar kväveatomer in i stålytan, vilket skapar ett härdat skikt som kallas "vita skiktet." Detta nitrerade skikt förbättrar avsevärt ythårdhet, slitmotstånd och trötthetsstyrka. Djupet på det nitrerade skiktet kan kontrolleras exakt, beroende på kraven i slutapplikationen.
När nitreringsprocessen är klar genomgår stålstängerna stränga kvalitetskontrollförfaranden. Dessa inspektioner inkluderar vanligtvis hårdhetstestning, vilket säkerställer att den nitrerade ytan har nått den önskade hårdhetsnivån. Ytintegritet kontrolleras också för att upptäcka eventuella defekter som sprickor, gropar eller inkonsekvenser i det nitrerade skiktet. Icke-förstörande testmetoder, såsom mätning av ytråhet eller mikrostrukturell analys, kan också användas för att bedöma enhetligheten och kvaliteten på den nitrerade ytan.
