티타늄 합금 이온 질화: 효과와 공정 조건

이온 질화는 환원성 환경에서 티타늄 합금의 표면 경도, 내마모성, 내소착성 및 내식성을 높이면서 심부의 인성과 연성을 유지합니다. 티타늄의 낮은 내마모성과 내소착성, 환원성 매질에서의 제한적인 내식성을 개선하는 공정으로, 석유화학·방산·의료기기 분야에 사용됩니다.

질화 온도와 시간은 표면의 경도와 침투 깊이를 결정합니다. 적절하게 처리된 표면은 황금빛 노란색을 띱니다.

수소 취성은 중요한 문제입니다. 일반적으로 질소-아르곤 혼합기체나 순수 질소가 사용됩니다. 질소-수소 혼합기체나 암모니아와 같이 수소를 함유한 분위기를 사용하는 경우, 취성 위험을 줄이기 위해 질화 처리 후 부품의 온도가 600°C로 떨어지면 수소 공급을 중단해야 합니다.

티타늄 이온 질화 처리는 800°C 이상에서 수행됩니다. 장비로는 외부 가열식 이온 질화로 또는 기존의 냉벽로를 사용할 수 있습니다. 부품을 필요한 온도로 가열하고 온도 균일성을 유지하기 위한 간단한 방법은, 공작물 주위에 동일한 전위를 가진 보조 음극을 배치하는 것입니다. 이는 추가적인 주변 열원 역할을 하여 복사 열 손실을 줄이고, 가열 속도를 높이며, 온도 균일성을 향상시킵니다.

티타늄 가공용 장비는 모든 씰의 신뢰성을 유지하면서 약 900°C까지 가열되어야 합니다. 공작물과 용광로 덮개 사이, 그리고 음극 작업대와 용광로 베이스플레이트 사이에 하나 이상의 전금속 방사선 차폐막을 설치하십시오.

티타늄은 900°C에서 산소와의 친화력이 매우 강하기 때문에, 산소 분압을 가능한 한 낮게 유지해야 합니다. 가스의 순도와 용광로의 누출률이 주요 제어 요소입니다. 다른 소재를 처리하는 과정에서 흡착된 물질이 티타늄 공정으로 유입되어 오염을 일으키지 않도록, 전용 티타늄 이온 질화 용광로를 사용하는 것이 바람직합니다.