Tin học ứng dụng Công nghệ chế tạo Chi tiết máy Dụng cụ gia công

BỘ CÔNG THƯƠNG

VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ













BÁO CÁO TỔNG KẾT


ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ


CẤP BỘ NĂM 2007




Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THẤM NI-TƠ XUNG
PLASMA Ở NHIỆT ĐỘ THẤP (570-600

0
C) TRONG CHẾ TẠO
DỤNG CỤ CẮT GỌT VÀ CHI TIẾT MÁY

Ký hiệu: 94-07.RD/HĐ-KHCN








Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Cơ khí
Chủ nhiệm đề tài: Lục Vân Thương





6821

25/4/2008

Hà Nội - 2007

BỘ CÔNG THƯƠNG

VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

CẤP BỘ NĂM 2007


Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THẤM NI-TƠ XUNG
PLASMA Ở NHIỆT ĐỘ THẤP (570-600
0
C) TRONG CHẾ TẠO
DỤNG CỤ CẮT GỌT VÀ CHI TIẾT MÁY
Ký hiệu: 94-07.RD/HĐ-KHCN







Thủ trưởng đơn vị Chủ nhiệm đề tài
(Ký tên, đóng dấu) (Ký, ghi rõ họ tên)

Hà Nội - 2007
B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU

3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

5
1.1. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu Đề tài 5
1.1.1. Mục tiêu của Đề tài
5
1.1.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
5
1.2. Tầm quan trọng của công nghệ nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện
5

1.3. Công nghệ nhiệt luyện

5

1.3.1. Các thông số liên quan trong quá trình nhiệt luyện
5

1.3.2. Phân loại các dạng nhiệt luyện
6
1.4. Công nghệ hoá nhiệt luyện 7
1.4.1. Cơ sở của hoá nhiệt luyện
7
1.4.2. Đặc điểm và mục đích của hoá nhiệt luyện
9
1.5. Quá trình phát triển công nghệ thấm ni-tơ xung plasma trên thế
giới
10
1.5.1. Sự hình thành công nghệ ở các nước công nghiệp phát
triển

10
1.5.2. Các chủng loại thiết bị cơ bản trên thế giới
11
1.5.3. Vật liệu chi tiết máy và các tính chất sau khi thấm ni-tơ
13
1.5. Quá trình phát triển công nghệ thấm ni-tơ plasma ở việt nam 19
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

20
2.1. Giới thiệu chung 20
2.2. Thấm ni-tơ thể khí thông thường 20
2.3. Thấm nitơ thể lỏng 21

2.3.1. Thấm nitơ thể lỏng thông thường
21
2.3.2. Thấm nitơ thể lỏng nitarid
21
2.4. Thấm ni-tơ ion plasma 22
2.4.1. Quá trình thấm ni-tơ plasma
23
2.4.2. Định nghĩa xung plasma
24
B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM

2.4.3. Sự phân lớp
25
2.4.4. Quá trình ELTROPUL
25
2.5. So sánh đánh giá các ưu nhược điểm của các phương pháp 27
2.5.1. So sánh công nghệ thấm nitơ - plasma so với các phương
pháp thấm nitơ thông thường
27
2.5.2. So sánh thấm Nitơ - plasma với mạ Crôm
27
2.6. Các thông số trong quá trình thấm 28
2.6.1. Điện áp, mật độ dòng ion
28
2.6.2.Thời gian
28
2.6.3. Nhiệt độ
29
2.6.4. Thành phần hỗn hợp khí

29
2.7. Kết luận chương 2 31
CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ THẤM NI-TƠ PLASMA

33
3.1. Thiết bị thấm ni-tơ plasma 33
3.1.1. Giới thiệu chung về thiết bị thấm ni-tơ tại PTN Trọng
điểm Công nghệ Hàn và Xử lý bề mặt - Viện Nghiên cứu Cơ khí.
33
3.1.2. Cấu tạo buồng làm việc lò thấm H4580 Eltrolab
34
3.2. Khảo sát vật liệu chế tạo chi tiết thấm 37
3.3. Thiết kế đồ gá 39
3.4. Quy trình công nghệ thấm ni-tơ plasma 40
3.4.1. Vật liệu

40
3.4.2. Làm sạch
41
3.4.3. Tiến hành gá lắp vào thùng lò
41
3.4.4. Lập chương trình thấm
41
3.4.5. Kiểm tra hệ thống trước khi thực hiện quá trình thấm
43
3.4.6. Quy trình vận hành thiết bị
43
3.5. Kết luận chương 3
45
CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

46
4.1. Sử dụng thiết bị Eltropul thấm nitơ - plasma một số mẫu thí
nghiệm
4.1.1. Mẫu thép C45, gang xám, 40X
46
4.1.2. Thấm thép dụng cụ AISI – H13 (Chromium hot work steel)
50
B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM

4.1.3. Thấm thép hợp kim AISI 4140 (Chromium-molybdenum
steel)
52
4.2. Sử dụng thiết bị Eltropul thấm nitơ - plasma sản phẩm là trục
răng bơm dầu
53
4.2.1. Đặt vấn đề
53
4.2.2. Tiến hành thí nghiệm
53
4.2.3. Kết quả kiểm tra thử nghiệm
55
4.3. Kết quả khảo nghiệm
56
Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục 1

Phụ lục 2

Phụ lục 3





B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
3
MỞ ĐẦU
Ở nước ta trong sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước với
nền kinh tế thị trường đang phát triển với nhịp độ cao. Các ngành công nghiệp
như: Cơ khí, khai thác mỏ, chế biến, ngành hàng không … được đánh giá là
có tốc độ phát triển nhanh. Nhưng song song với sự phát triển đó có những
yêu cầu bức thiết được đặt ra nhằm phát huy nội lực trong nước đó là vi
ệc nội
địa hoá các sản phẩm, trang thiết bị nhập ngoại.
Lực lượng kỹ thuật, công nghệ trong nước ngày càng được bổ sung đông
đảo với tính hội nhập cao.
Cùng với sự có mặt các trang thiết bị công nghiệp được nhập khẩu từ các
nước tiên tiến trên thế giới, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo các trang thiết bị
để thay thế hàng nhập ngoại, phát huy nội l
ực trong nước đang trở lên cần
thiết.
Công nghệ nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi tính chất của vật liệu
(chủ yếu là vật liệu kim loại) bằng cách thay đổi cấu trúc bên trong mà không
làm thay đổi hình dáng và kích thước của chi tiết.

Trên thực tế, hiếm có vật phẩm kim loại nào được chế tạo mà lại không
trải qua quá trình xử lý nhiệt, quá trình mà ở đó kim loại được nung nóng và
làm nguội dưới một chế
độ được kiểm soát nghiêm ngặt nhằm cải thiện các
tính chất cũng như tuổi thọ của vật liệu. Nhiệt luyện có thể làm mềm kim loại
để tăng cường khả năng tạo hình. Nó cũng có thể làm các chi tiết trở nên cứng
hơn, để cải thiện độ bền. Công nghệ này còn có khả năng phủ những bề mặt
rất cứng lên trên nền mềm, để t
ăng khả năng chống mài mòn. Nó còn có thể
tạo ra lớp chống ăn mòn trên bề mặt chi tiết, để bảo vệ chi tiết khỏi các tác
nhân có hại từ môi trường. Và, nhiệt luyện còn có thể làm cho các vật liệu
giòn trở nên dẻo dai hơn.
Các chi tiết qua nhiệt luyện thường đóng vai trò rất quan trọng đối với
hoạt động của các loại ô - tô, máy bay, tàu vũ trụ, máy vi tính và các loại máy
móc khác trong công nghiệp. Tính chất và khả nă
ng làm việc của các loại
dụng cụ cắt, bánh răng, trục cam, trục khuỷu,... phụ thuộc hoàn toàn vào nhiệt
luyện. Những sản phẩm này hầu hết được chế tạo từ thép bao gồm các loại đã
qua cán dạng thanh hay ống cũng như các chi tiết qua đúc, rèn, hàn, gia công
cơ khí, ép, dập hay kéo. Với các phương pháp nhiệt luyện thông thường như:
ủ, thường hoá, tôi ram…các chi tiết sau nhiệt luyện vẫn bị các khuyết t
ật: biến
dạng và nứt, oxy hoá, độ cứng không đạt (cao quá hoặc thấp quá), tính giòn

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
4
cao. Hay với các phương pháp thấm nitơ, cácbon thông thường có sử dụng
các khí độc, muối độc gây hại cho con người và làm ô nhiễm môi trường.
Từ những thực tế trên, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu, thí

nghiêm và áp dụng vào thực tiễn thành công một công nghệ nhiệt luyện mới:
Công nghệ thấm Ni-tơ xung plasma. Trong nhiều năm qua công nghệ thấm
này được ứng dụng rộng rãi trên thế giới đáp ứng được đ
òi hỏi ngày càng cao
của các chi tiết máy: giới hạn bền mỏi tăng, biến dạng giảm, sức bền, sức cản
được cải thiện, độ cứng bề mặt cao mà lõi dẻo dai, bề mặt ít gồ ghề…Việc áp
dụng công nghệ thấm Ni-tơ xung plasma mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn
nhờ tăng tuổi thọ của các chi tiết, máy móc. Hơn nữa đây là công nghệ nhiệ
t
luyện mới không làm ô nhiễm môi trường.
Nhưng hiện nay công nghệ thấm Ni-tơ xung plasma còn là hoàn toàn
mới mẻ với Việt Nam, nó chưa được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Vì
vậy, nhiệm vụ của đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thấm ni-tơ xung
plasma ở nhiệt độ thấp (570-600
0
C) trong chế tạo dụng cụ cắt gọt và chi tiết
máy”.



B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu Đề tài
1.1.1. Mục tiêu của Đề tài
- Thiết lập được QTCN điển hình cho các loại thép Cr-Mo, Cr-Mn-Si,
thép dụng cụ.
- Ứng dụng cho một số chủng loại dụng cụ cắt gọt kim loại.

- Ứng dụng cho một số loại chi tiết máy như nhông xích, cổ trục, …
1.1.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu bản chất công nghệ thấm ni-t
ơ xung plasma.
- Làm chủ thiết bị và thiết lập các QTCN mẫu cho một số loại thép hợp
kim.
1.2. Tầm quan trọng của công nghệ nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện
Nhiệt luyện kim loại và hợp kim là quá trình xử lý nhiệt làm thay đổi tổ
chức và do đó làm thay đổi tính chất của chúng. Quá trình nhiệt luyện kim
loại được nung nóng đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt trong một thời gian
thích hợp rồi sau đó làm ngu
ội với tốc độ (thời gian) quy định để làm thay đổi
tổ chức, do đó làm biến đổi tính chất theo hướng đã chọn trước. Nhiệt luyện
có thể làm mềm kim loại để tăng cường khả năng tạo hình. Nó cũng có thể
làm các chi tiết trở nên cứng hơn, để cải thiện độ bền. Công nghệ này còn có
khả năng phủ những bề mặt rất cứ
ng lên trên nền mềm, để tăng khả năng
chống mài mòn. Nó còn có thể tạo ra lớp chống ăn mòn trên bề mặt chi tiết,
để bảo vệ chi tiết khỏi các tác nhân có hại từ môi trường. Và, nhiệt luyện còn
có thể làm cho các vật liệu giòn trở nên dẻo dai hơn.
Hoá nhiệt luyện là một trong các phương pháp hoá bền bề mặt được sử
dụng khá phổ biến, ngoài việc làm thay đổi cấu trúc bên trong còn làm thay
đổi thành phần hoá h
ọc của lớp bề mặt. Đó là quá trình làm bão hoà lên bề
mặt thép một hay nhiều nguyên tố (N
2
, C, xianua, Al, Si…) để làm thay đổi
thành phần hoá học. Do đó, làm thay đổi tổ chức và tính chất của lớp bề mặt
theo mục đích nhất định mà vẫn bảo tồn đước các tính chất ở lõi của vật liệu.
Vì vậy, hoá nhiệt luyện là một trong những phương pháp tăng bền có hiệu quả

và ứng dụng rộng rãi cho nhiều loại chi tiết máy quan trọng.
1.3. Công nghệ nhiệt luyện
1.3.1. Các thông số liên quan trong quá trình nhi
ệt luyện

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
6
Tất cả các thông số như: nhiệt độ nung (
o
C), thời gian giữ nhiệt (ủ), tốc
độ làm nguội phụ thuộc hoàn toàn vào vật liệu chi tiết được nhiệt luyện với
các mục đích đặt ra khác nhau, không thể áp dụng cùng một công nghệ nhiệt
luyện.
- Nhiệt độ nung nóng: là nhiệt độ cao nhất phải đạt đến khi nung.
- Thời gian giữ nhiệt: là thời gian cần thiết duy trì kim loại ở nhiệt độ
nung.
- Tốc độ làm nguội: là độ gi
ảm của nhiệt độ theo thời gian sau thời gian
giữ nhiệt (
o
C/s).
Ngoài ra người ta cũng còn quy định tốc độ nung nóng đối với một số
trường hợp không lớn hơn giá trị cho phép để tránh nứt khi nung.

Hình 1.1. Sơ đồ quá trình nhiệt luyện đơn giản
1.3.2. Phân loại các dạng nhiệt luyện
- Nhiệt luyện thông dụng:
+ Ủ: ủ hoàn toàn, ủ không hoàn toàn, ủ cầu hoá xementit, ủ đẳng
nhiệt, ủ thấp, ủ khuếch tán, ủ kết tinh lại …
+ Thường hoá
+ Tôi: tôi trong 1 môi trường, tôi trong 2 môi trường, tôi phân cấp,
tôi đẳng nhiệt, tôi bộ phận, tôi tự ram, tôi bề mặt…
+ Ram: ram thấp, ram trung bình, ram cao
- Cơ nhiệt luyện
- Hoá nhiệ
t luyện: thấm cacbon, thấm nitơ, thấm bo, thấm S, thấm Si...
Nhiệt luyện cải thiện rất nhiều cơ tính của thép, song nếu thực hiện
không đúng sẽ gây ra các dạng hư hỏng khác nhau. Các dạng hư hỏng khi
Nhiệt độ
(
o
C)
Thời gian
T
n
T
gn

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007

Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
7
nhiệt luyện sẽ gây ra lãng phí rất lớn. Vì vậy, cần hiểu rõ các nguyên nhân
gây ra các hư hỏng đó, cũng như các biện pháp phòng ngừa. [3]
1.4. Công nghệ hoá nhiệt luyện
1.4.1. Cơ sở của hoá nhiệt luyện
1.4.1.1. Những quá trình xảy ra khi hoá nhiệt luyện
Khi thực hiện quá trình hoá nhiệt luyện người ta đặt chi tiết vào trong
môi trường rắn, lỏng hoặc khí có khả năng phân hoá ra nguyên tử hoạt của
nguyên tố định khuếch tán rồ
i nung nóng chúng đến nhiệt độ thích hợp sau đó
giữ nhiệt độ này trong thời gian đủ để khuếch tán các nguyên tố cần thấm vào
chi tiết. Các quá trình thấm xảy ra theo ba giai đoạn nối tiếp nhau như sau:
phân huỷ, hấp thụ và khuếch tán.
- Phân huỷ (PH): Là quá trình tạo ra nguyên tử có hoạt tính cao của
nguyên tố khuếch tán. Quá trình này xảy ra trong môi trường hoá nhiệt luyện
và các nguyên tử hoạt tính được tạo thành có khả năng khuếch tán vào bề m
ặt
kim loại.
Khi thấm các bon, quá trình phân huỷ xảy ra như sau:
C + CO
2
→ 2CO → CO
2
+ C
ht
Khi thấm nitơ: 2NH
3
→ 3H
2

+ 2N
ht
Những nguyên tử các bon hoặc nitơ hoạt tính sẽ hấp thụ vào bề mặt chi
tiết.
- Hấp thụ (HT): Sau khi phân huỷ, các nguyên tử hoạt được hấp thụ vào
bề mặt thép. Kết quả của sự hấp thụ là tạo nên ở bề mặt thép lớp có nồng độ
nguyên tố định khuếch tán vào cao và tạo nên sự chênh lệch về nồng độ giữa
bề mặt và lõi.
- Khuếch tán (KT): Các nguyên t
ử hoạt hấp thụ vào lớp bề mặt thép với
nồng độ cao sẽ được khuếch tán vào kim loại tạo nên dung dịch rắn hoặc các
pha phức tạp, pha trung gian hoặc các hợp chất hoá học tạo thành lớp thấm
với chiều sâu nhất định. Nhờ khuếch tán lớp thấm được hình thành và nó là cơ
sở của hoá nhiệt luyện. Chiều dày lớp khuếch tán phụ thuộc vào nhiệt độ, thờ
i
gian và nồng độ chất khuếch tán ở lớp bề mặt.
Ngoài những yếu tố nêu trên, khuếch tán còn phụ thuộc vào pha tạo
thành. Khi thấm cácbon, nitơ do tạo thành dung dịch rắn xen kẽ nên khuếch
tán xảy ra nhanh hơn khi thấm kim loại do tạo thành dung dịch rắn thay thế.

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
8
Nồng độ %
1 (KT) < (HT)
2 (KT) > (HT)
Khoảng cách từ bề mặt
Ba giai đoạn PH, HT, KT có liên quan rất mật thiết với nhau và có ảnh
hưởng đến quá trình hoá nhiệt luyện. Nếu quá trình PH xảy ra nhanh hơn HT
thì những nguyên tử hoạt tạo thành không hấp thụ kịp sẽ trở nên không hoạt

tính nữa, lúc này nó cản trở sự hấp thụ tiếp theo vì thế ảnh hưởng tới tốc độ
của quá trình. Ngược lại khi các nguyên tử hoạt tạo thành không đủ để hấp
thụ thì thờ
i gian hoá nhiệt luyện phải kéo dài.
Trường hợp tốt nhất là tốc độ phân huỷ bằng tốc độ hấp thụ.
Trong thực tế thường gặp hiện tượng trên bề mặt chi tiết sau khi thấm
cacbon có muội bồ hóng. Điều đó chứng tỏ các nguyên tử cacbon hoạt tạo
thành trong giai đoạn phân huỷ không hấp thụ kịp.
Tương quan giữa HT và KT có ảnh hưởng rất lớn đế
n việc tạo thành lớp
khuếch tán. Khi hấp thụ xảy ra nhanh hơn khuếch tán, các nguyên tử hấp thụ
vào bề mặt không kịp khuếch tán vào trong nên nồng độ chất khuếch tán ở lớp
bề mặt rất cao nhưng chiều sâu lớp khuếch tán lại nhỏ (hình 1.2 “1”). Ngược
lại, trong trường hợp khuếch tán nhanh hơn hấp thụ thì nồng độ chất khuếch
tán ở lớp bề mặt thấ
p nhưng chiều sâu lớp khuếch tán lại lớn (hình 1.2 “2”).
[1]








Hình 1.2. Ảnh hưởng của khuếch tán đến nồng độ
và chiều sâu lớp thấm
1.4.1.2. Các cơ chế khuếch tán
Trong cơ chế nút trống, các nguyên tử khuếch tán ở bên cạnh nhảy sang
chiếm chỗ những nút trống. Năng lượng hoạt của quá trình đổi chỗ như vậy

rất nhỏ nên r
ất dễ xảy ra.
- Trong cơ chế giữa các nút mạng, nguyên tử ở vị trí xen giữa các nút
mạng này chuyển sang vị trí xen giữa các nút mạng khác. Cơ chế này thường

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
9
thấy trong dung dịch rắn xen kẽ khi thấm cacbon, nitơ (là nguyên tử có đường
kính nhỏ) vào thép.
- Cơ chế giữa các nút mạng bằng cách đẩy, xảy ra khi nguyên tử khuếch
tán có đường kính xấp xỉ đường kính nguyên tử kim loại cơ sở. Nguyên tử
khuếch tán đẩy nguyên tử cạnh nó ra và chiếm lấy nút mạng, làm nguyên tử
này dịch chuyển giữa các nút mạng.
- Trong cơ chế thay thế, nguyên tử khuếch tán và nguyên tử kim loại cơ
sở đổi vị trí cho nhau khi chúng đứng cạnh nhau.
- Trong cơ chế chuyển vòng, nguyên tử khuếch tán và các nguyên tử kim
loại cơ sở đổi chỗ nối đuôi nhau theo vòng tròn.











Hình 1.3. Sơ đồ biểu thị các cơ chế khuếch tán

Trong đó:
1 - Nút trống
2 - Giữa các nút mạng
3 - Giữa các nút mạng bằng
cách đẩy
4 - Đổi chỗ
5 - Vòng (vòng đen biểu thị nguyên
tử khuếch tán, vòng trắng biểu thị
nguyên tử kim loại cơ sở)
1.4.2. Đặc điểm và mục đích của hoá nhiệt luyện
Có nhiều phương pháp hoá nhiệt luyện. Dựa vào đặc tính thay đổi thành
phần hoá học, các dạng hoá nhiệt luyện có thể chia thành ba nhóm:
- Làm bão hoà bằng các á kim.
- Làm bão hoà bằng các kim loại.
- Tách các nguyên tố ra khỏi kim loại bằng khuếch tán.

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
10
1.4.2.1. Đặc điểm
- Có thể áp dụng cho tất cả các chi tiết, kể cả những chi tiết có hình dáng
phức tạp khi không dùng được các phương pháp hoá bền bề mặt khác.
- Tính chất của lớp bề mặt và trong lõi chi tiết rất khác nhau, do thành
phần hoá học của chúng cũng khác nhau sau khi thấm.
1.4.2.2. Mục đích của hoá nhiệt luyện
- Tăng độ cứng, độ bền, tính chống mài mòn và độ bền mỏi của chi tiết
nhưng hiệu quả đạt được cao hơn so với tôi bề mặt. Mục đích này đạt được
bằng các phương pháp thấm C, thấm N
2
, thấm xianua, thấm B…

- Nâng cao tính chống ăn mòn điện hoá và hoá học, chống oxy hoá ở
nhiệt độ cao, tăng khả năng chịu axít của lớp bề mặt chi tiết. Để đạt được các
mục đích này người ta dùng các phương pháp thấm nhôm, thấm silic, .. [1]
1.5. Quá trình phát triển công nghệ thấm ni-tơ xung plasma trên thế giới
1.5.1. Sự hình thành công nghệ ở các nước công nghiệp phát triển
Quy trình Nitriding, phát triển lần đầu tiên vào năm 1900, liên tục đóng
vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp ứng dụng. Cùng với chất
dẫn xuất nitrocarburizing trong quy trình, nitriding thường được sử dụng
trong sản xuất chế tạo cơ cấu chi tiết máy và các hệ thống phát điện turbine.
Trong những năm đầu của thế kỷ 20, Adoloph Machlet làm việc cho một
công ty khí đốt ở Mỹ ở Elizabeth, NJ. Anh đã được công nhận là nhà công
nghệ xử lý độ cứng bề mặt. Qua một thời gian th
ử nghiệm, Machlet đã khám
phá ra là Ni-tơ hòa tan trong sắt. Ni-tơ khuếch tán tạo ra độ cứng bề mặt
tương đối trong các loại thép thường hoặc thép hợp kim thấp và đặc biệt nó
cải thiện được khả năng chống ăn mòn.
Ở Châu Âu, Adolph Fly, có một chương trình nghiên cứu tương tự diễn
ra tại Krupp ở Essen trong năm 1906. Giống như Machlet, Fly thừa nhận ni-tơ
có thể hòa tan trong sắt ở nhiệt độ
cao. Chương trình nghiên cứu ông đó là
nghiên cứu ảnh hưởng luyện kim tới nguyên tố phi kim mạnh và kết quả là
hiệu suất. Sáng chế đầu tiên của Fly được ứng dụng vào năm 1921.
Ông sử dụng công nghệ tương tự của Machlet, nguồn gốc ni-tơ có thể
phá vỡ bằng nhiệt từ đó giải phóng ni-tơ cho phản ứng và khuếch tán. Cũng
giống như Machlet, Fly sử dụng NH
3
là nguồn khí, nhưng ông không sử dụng
H
2
… Như vậy có sự phát triển quy trình nitriding khí ở trạng thái đơn giản.

Fly nghiên cứu sâu vào tác động của các yếu tố hợp kim đến độ cứng bề
mặt. Phát minh của ông đó là trong quy trình nitriding để đạt được độ cứng bề

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
11
mặt cao chỉ có thép chứa các thành phần như: Cr, Mo, Al, V, và vonfram.
Ngoài ra ông còn nhận ra rằng nhiệt độ trong quy trình quyết định đến độ sâu
(ngấu) và sự nhiệt luyện của bề mặt thép. Quá trình gia công bề mặt thép ở
nhiệt độ cao gây ảnh hưởng tới hình dạng của thép đó là “mạng nitride” được
biết ngày nay.
Ở Mỹ, sau bài tham luận của Fry tại cuộc hội thảo Hội các nhà thiết kế
chế tạo (SME) nă
m 1927, Các nhà luyện kim Mỹ băt đầu tìm hiểu về các
tham số trong quá trình nitriding và các hiệu ứng của hợp kim trong quá trình
nitriding của các loại thép.
Ở Đức, công nghệ thấm nitơ - plasma được bắt đầu bởi nhà vật lý học
người Đức, Dr Wehnheldt năm 1932. Sau đó Wehnheldt cùng nhà vật lý học
người Thụy Sĩ và nhà buôn người Đức, họ cùng nhau nghiên cứu công nghệ
thấm nitơ ion và sau đó thành lập công ty Klocker Ionen GmbH, chế tạo thiết
bị thấ
m nitơ ion. Đến năm 1970, công nghệ thấm nitơ - plasma được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là ở Châu Âu. Những ưu điểm của
nó dần được chứng minh trong thực tế.
1.5.2. Các chủng loại thiết bị cơ bản trên thế giới
1.5.2.1. Lò hình chuông
- Có khả năng chứa tải trọng cho chi tiết lớn hay nhỏ.
- Sự trộn lẫn tốt.
- Dễ dàng mang chi tiết vào lò. [13]

Hình 1.4. Lò hình chuông
1.5.2.2. Lò 2 đáy
- Về đặc trưng vẫn giống như lò chuông
- Trong khi xử lý ở đáy này thì chi tiết cho ra ở đáy kia
- Có hệ thống tự động nâng lò lên trong 24h điều khiển
- Lò 2 đáy có kích thước lớn. [13]

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
12

Hình 1.5. Lò 2 đáy
1.5.2.3. Lò có 2 vật chứa
- Có khả năng làm việc liên tục
- Ưu điểm là thùng chứa có khả năng mang tải lớn và chứa được chi
tiết dài. [13]

Hình 1.6. Lò có 2 vật chứa
1.5.2.4. Lò thấm của hãng Aldridge
- Kích thước làm việc của lò là: đường kính 1000 mm, chiều cao
1600 mm. Không làm ô nhiễm môi trường.
- Có 2 buồng làm việc làm tăng năng suất, bù được thời gian thấm
dài. [13]

Hình 1.7. Lò thấm của hãng Aldridge

Báo cáo tổng kết Đề tài cấp Bộ - 2007
Lục Vân Thơng PTN Hàn & XLBM
13
1.5.3. Vt liu chi tit mỏy v cỏc tớnh cht sau khi thm ni-t

1.5.3.1. Mt s loi thộp dựng thm nit
a. Cỏc chi tit thộp cacbon
Thộp cacbon c thm nit tng kh nng chng n mũn trong mụi
trng khụng khớ nh c, vớt, bỏnh rng c nh. Quỏ trỡnh ny cú th thay th
m km, m niken hoc m ng. gim giũn ca chi tit trc khi thm
cn thng hoỏ hoc tụi ci thi
n. Vi lp thm 0,015 0,030 mm lp nitrớt
cú kh nng chng c n mũn khụng khớ m, trong nc chy, du bn,
xng, hi núng, dung dch kim loóng v cỏc mụi trng khỏc.
Thm nit thộp cacbon lm tng cng, gii hn bn v gii hn chy,
tng kh nng bn mi lờn 1,5 2 ln.
cng ca thộp cacbon thm nit khụng ln, vỡ th khi thm nit
t
cng v tớnh chng mi mũn cao ngi ta khụng dựng thộp cabon
thụng thng vỡ cỏc nitrớt st cú khuynh hng kt t nhit cao, do vy
cú kớch thc ln, lp thm khụng cú cng v tớnh chng mi mũn cao v
tr nờn giũn, d trúc.
b. Cỏc chi tit thộp hp kim
thm nit thng dựng thộp hp kim c bit vi cỏc nguyờn t nh
Cr, Mo, Al chỳng cú ỏi lc vi nit mnh hn st v cỏc nitrớt ny khụng
nhng cú cng cao nh nitrit st m cũn cú tớnh phõn tỏn ln, n
nh nhit
cao. Do ú lp thm cú cng v tớnh chng mi mũn rt cao, chc,
khụng trúc. Khi thm nit cho thộp hp kim s to thnh nhng nitrit hp kim
nh mn (Cr
2
N, Mo
2
N, AlN) nờn lm tng cng v tớnh chng n mũn.
Cỏc loi thộp hp kim thng dựng thm nit l: 38CrMoAlA,

38CrMoA, 38CrWVAl, 38Crl, 35CrAlA, 38XWVAlA.
Ngoi ra cũn cú cỏc loi khỏc nh: 30CrN, 2WVA, 30Cr2NiWVA,
30Cr3WA, 18Cr2Ni4WA. Thm nit cỏc loi thộp khụng g nh 1Cr13,
1Cr18Ni9Ti, 4Cr14Ni2W2, 20Cr3MOWV. Do s cú mt ng thi ca cỏc
nguyờn t hp kim nh crụm, nhụm, mụlipen nờn cng ca lp thm cú
th t ti 1200 HV hoc cao hn.[1, 3, 4,..]
Thm nit vi mc ớch tng tớnh chng n mũn trong khớ quy
n, trong
hi nc v trong nc; cú th dựng cho tt c cỏc loi thộp k c thộp
cỏcbon, gang.
c. Cỏc loi vt liu s dng trong ch to sn phm ng dng cụng ngh
thm ni-t xung plasma.

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
14
Bảng 1.1. Một số loại vật liệu sử dụng trong chế tạo chi tiết máy ứng
dụng công nghệ thấm ni-tơ plasma

Các bộ phận cơ khí Vật liệu
Các loại bánh răng 16MnCr5 · 42CrMo4
Các trục truyền động 16MnCr5 · 50CrV4 · 42CrMo4
Trục răng dẫn hướng 31CrAlNi7 · X10CrNiS18-9 · X90CrCoMoV17
Các bệ máy bằng gang xám GG 25 · GGG 40 · GGG 60
Các bộ phận chuyển động 31CrMoV9 · 16MnCr5 · 42CrMo4
Trục vít – bánh vít ETG100 · 42CrMo4 · 31CrMo4-9 · 25CrMo4
Các loại vít máy đúc ép 31CrMoV9 · 34CrAlNi7 · X35CrMo17
Các trục quay 31CrMoV9 · 30CrMoV9 · 42CrMo4
Địa cam GGG 70 · 31CrMoV9 · 34CrAlNi7
Xi lanh thủy lực 16MnCr5 · 42CrMo4 · ETG100

Chế tạo dụng cụ -
khuôn đúc
Vật liệu
Khuôn tạo hình GG 25 CrMo · GGG 60 · GGG 70L · GGGJ
Khuôn ép X45NiCrMo4
Mũi khoan X100CrMoV5-1, X155CrVMo12-1
Bàn ren X100CrMoV5-1, X155CrVMo12-1
Khuôn đúc 14CrMnMo7
Trục răng dẫn hướng 16MnCr5 · 30CrMoV9
Khuôn đúc nhôm X38CrMoV5-1, X38CrMoV5-3, 40CrMnMo7,
40CrMnMoS8-6
Công nghiệp tự động hóa Vật liệu
Tay quay GG 25, 42CrMo4, C45
Trục cam C15 · C53G · 42CrMo4
Bộ phận hệ thống giảm xóc C45 · 16MnCr5
Khớp nối bản lề 31CrMo12

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
15
1.5.3.2. Đối tượng được thấm nitơ – plasma
Các chi tiết, dụng cụ của tất cả các ngành đều là đối tượng được thấm
nitơ – plasma [12]:
- Các bánh răng trong các máy móc xây dựng, công nghiệp tự động đòi
hỏi độ bền mỏi tăng, sự biến dạng giảm, cần thiết phải mài sau nhiệt luyện để
đạt kích thước đúng.
- Các chi tiết của động cơ đốt trong: trục khuỷ
u, trục cam, pinhônh,
thanh dẫn, bánh răng… cần tăng tính chất chống mài mòn, sức bền mỏi được
cải thiện.

- Khuôn ép, máy ép khi đúc kim loại, hợp kim đòi hỏi tăng khả năng
chống ăn mòn, mài mòn.
- Dụng cụ cắt yêu cầu có khả năng chống mài mòn cao, độ cứng lớn.
Nhìn chung sự ứng dụng công nghệ thấm nitơ - plasma là rất rộng rãi.
Từ gang, thép cácbon, đến các loại thép hợp kim. Công nghệ này đ
ã được
nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi ở các nước phát triển như Đức, Nga, Trung
Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ…
Một số hình về đối tượng được thấm ni-tơ plasma:

Hình 1.8. Trục khuỷu

Hình 1.9. Trục vít Hình 1.10. Bánh răng

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
16


Hình 1.11. Lưỡi cưa Hình 1.12. Mũi khoa




Hình 1.13. Khuôn dập Hình 1.14. Bánh răng điều chỉnh



Hình 1.15. Khuôn đúc nhôm Hình 1.163. Ống truyền động

Hình 1.17. Khuôn đúc nắp moay ơ nhựa Hình 1.18. Bánh răng


B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
17
1.5.3.3. Kết quả sau khi thấm
Chi tiết sau khi thấm nitơ - plasma có lớp phủ ngoài cứng, Độ cứng trên
bề mặt chi tiết giảm dần theo chiều sâu đến lõi.

Hình 1.19. Sự thay đổi độ cứng của các thép hợp kim theo
chiều sâu lớp thấm.
Gang
Thép dụng cụ làm việc trong điều kiện nhiệt độ thấp
Thép không gỉ 17% Cr
Thép đã xử lý nhiệt
Gang xám
Thép dụng cụ làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao
Thép cacbon
Từ đồ thị cho thấy với những thép khác nhau thì độ cứng thay đổi theo
chiều sâu lớp thấm là khác nhau. Thép hợp kim thấp đồ thị thoải hơn, thép
hợp kim cao đồ thị dốc hơn. Các nguyên tố tạo nitrit (các nguyên tố hợp kim)
là các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ cứng và chiều sâu lớp thấm của các thép
hợp kim.
Thép hợp kim thấp có chiều sâu lớp thấm lớn hơn nhưng
độ cứng tổng
cộng thấp hơn thép hợp kim cao. Có sự chuyển tiếp từ từ giữa lớp được nitrit
và lõi vật liệu. Đây là tính chất tốt cho những chi tiết chịu tải trọng lớn, va
chạm mạnh.

Thép hợp kim không gỉ với thành phần hợp kim cao, miền chuyển tiếp
từ lớp thấm đến lõi vật liệu là đột ngột.

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
18

Hình 1.20. Tổ chức tế vi của thép không gỉ
sau khi thấm nitơ - plasma
Bảng 1.2. Kết quả thấm Nitơ - plasma cho một số mác thép [12, 15]
Mác thép Độ cứng
(HV2)
Chiều sâu lớp thấm
(mm)
St37 150 – 350 0,3 – 0,8
C45 350 – 550 0,3 – 0,8
GG25 350 – 500 0,1 – 0,2
GGG60 450 – 650 0,1 – 0,3
16MnCr5 550 – 750 0,3 – 0,7
42CrMo4 550 – 750 0,2 – 0,6
34CrAlNi7 900 – 1000 0,2 – 0,6
X40CrMoV5.1 900 – 1200 0,1 – 0,3
X155CrVMo12.2 900 – 1250 0,1 – 0,2
S 6-5-2 1000 – 1250 0,003 – 0,1
X2NiCoMoTi18.12.4 850 – 1150 0,05 – 0,1
X20Cr13 900 – 1100 0,1 – 0,25
X10CrNiMoTi18.10 950 – 1250 0,05 – 0,1


B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007

Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
19
1.6. Quá trình phát triển công nghệ thấm ni-tơ plasma ở việt nam
Hiện nay, ở Việt Nam tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Hàn
và Xử lý bề mặt - Viện Nghiên cứu Cơ – Bộ công nghiệp đã được đầu tư một
thiết bị về thấm ni-tơ xung plasma do Đức sản xuất. Sử dụng công nghệ thấm
ni-tơ xung plasma hay còn gọi là thấm ni-tơ thể ion.
Đối với mỗ
i loại vật liệu khác nhau việc nghiên cứu và thiết lập một quy
trình công nghệ thấm phù hợp đảm bảo chất lượng lớp thấm và khả năng làm
việc là hết sức cần thiết.
Trong nhiệm vụ phát triển kinh tế – xã hội, việc nâng cao hiệu quả chất
lượng chi tiết cơ khí là một trong những nhiệm vụ quan trọng. Chất lượng và
tuổi thọ của máy móc, thiết bị
thì phụ thuộc rất lớn vào chất lượng chi tiết cơ
khí. Việc áp dụng công nghệ thấm ni-tơ xung plasma góp phần đáng kể vào
mục tiêu nâng cao chất lượng sản phẩm của ngành cơ khí nói riêng và ngành
công nghiệp nói chung.
Với việc đưa phương pháp thấm ni-tơ xung plasma vào thay thế một số
phương pháp thấm tôi khác sẽ góp phần làm tăng chất lượng và tuổi thọ chi
tiết, giảm ô nhiễm môi trường phục v
ụ hiệu quả cho các ngành công nghiệp.




B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
20
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu chung

Thấm nitơ là một quá trình hoá nhiệt luyện nhằm bão hoà bề mặt chi
tiết bằng nitơ ở một chiều sâu nhất định. Thấm nitơ là nguyên công cuối cùng
và được ứng dụng vào việc nâng cao độ chống mài mòn và giới hạn mỏi của
chi tiết.
Độ cứng của lớp thấm nitơ thường cao hơn độ cứng của lớp thấm cacbon
và có thể giữ đến nhiệt độ 600
÷ 650
o
C, trong khi đó độ cứng cao của lớp
thấm cacbon chỉ giữ được đến 200 ÷ 225
o
C.
Thấm nitơ dùng cho các bánh răng, xylanh của động cơ lớn, khuôn dập
cũng như các dụng cụ cắt gọt…
Phân loại
- Theo điều kiện nung nóng và giữ nhiệt có:
+ Thấm nitơ đẳng nhiệt: quá trình thấm chỉ giữ ở một nhiệt độ
thích hợp nhất nhằm đạt được kết quả tốt (độ cứng cao và không có pha
ε giòn)
+ Thấm nitơ nhiều cấp: quá trình th
ấm tiến hành ở nhiều nhiệt độ.
Thấm nitơ nhiều cấp có tác dụng nâng cao hiệu quả của quá trình thấm
(tăng chiều sâu lớp thấm, giảm thời gian thấm)
- Theo điều kiện tác dụng của môi trường bên ngoài:
+ Thấm nitơ thể khí
+ Thấm nitơ thể lỏng
+ Thấm nitơ ion

2.2. Thấm ni-tơ thể khí thông thường
Quá trình thấm ni-tơ ở thể khí được tiế
n hành bằng cách nung nóng chi
tiết trong dòng khí amoniắc (NH
3
) ở nhiệt độ 480 ÷ 650
o
C là nhiệt độ tại đó
nó bị phân huỷ mạnh nhất. Bề mặt chi tiết được bão hoà bằng nitơ nguyên tử
tách ra từ amôniăc theo phản ứng:
2NH
3
→ 3H
2
+ 2N
Nitơ nguyên tử có hoạt tính cao bị hấp thụ và khuếch tán vào bề mặt
thép.
B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé - 2007
Lôc V©n Th−¬ng – PTN Hµn & XLBM
21
Lượng nitơ hoạt tính hấp thụ trên bề mặt kim loại phụ thuộc vào độ phân
giải NH
3
. Độ phân giải NH
3
phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và lượng NH
3

đưa vào lò.
Nitơ nguyên tử có thể chuyển thành dạng phân tử: 2N → N

2
. Do đó,
thấm nitơ xảy ra mạnh khi quá trình phân giải NH
3
xảy ra gần bề mặt chi tiết.
Độ phân giải amôniắc phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, tốc độ cấp NH
3
, diện
tích bề mặt chi tiết và nồi thấm bởi vì bản thân thép cũng là vật xúc tác làm
tăng nhanh phản ứng. Độ phân giải thấp, khả năng hấp thụ nitơ lên bề mặt chi
tiết giảm vì không đủ số nitơ nguyên tử hoạt tính. Song nếu độ phân giải NH
3

cao sẽ có nhiều nguyên tử nitơ hấp thụ bề mặt và ngăn cản sự hấp thụ nitơ. Vì
vậy, người ta phải khống chế tối ưu độ phân giải NH
3
ở 500
o
C là 15 ÷ 30%; ở
550
o
C là 35 ÷ 45%; ở 600
o
C là 45 ÷ 60%. Hyđrô có tác dụng làm thoát
cacbon của chi tiết.[1], [3], ..
2.3. Thấm nitơ thể lỏng
2.3.1. Thấm nitơ thể lỏng thông thường
Thấm nitơ ở trạng thái lỏng tiến hành trong bể muối có thành phần 40%
KCNO + 60% NaCN, qua bể muối cho luồng không khí khô đi qua. Nhiệt độ
thấm là 570

o
C, thời gian thấm 0,5 – 3 giờ. Sau khi thấm trên bề mặt tạo thành
một lớp mỏng cacbit – nitrit Fe
3
(N,C) có khả năng chống mài mòn cao và
không bị phá huỷ giòn. Tiếp theo lớp cacbit – nitrit là lớp dung dịch
rắn α. Chiều sâu lớp thấm khoảng 0,15 – 0,5 mm.
Ưu điểm của phương pháp này là ít thay đổi kích thước, chi tiết không bị
cong vênh.
Nhược điểm là dùng muối độc và giá muối xianua quá đắt.[1]
2.3.2. Thấm nitơ thể lỏng nitarid
Nitarid là công nghệ xử lý bề mặt trên cơ sở hoá nhiệt luyện ở nhiệt độ
thấ
p, nhằm bão hoà bề mặt sắt thép bằng nguyên tố nitơ trong môi trường
nóng chảy. Phát triển công nghệ này là một bước ngoặt mới trong ngành công
nghiệp cơ khí, cụ thể là: chế tạo các trục khuỷu, bánh răng hộp số, cần gạt,
trục cam, xi lanh, nắp van, con trượt, thanh dẫn khớp nối, khuôn dập nóng,
dụng cụ cắt.
Trước đây, người ta thường xử lý bề mặt trên cơ sở hoá luyệ
n kim bằng
công nghệ thấm cacbon, thấm nitơ cũ. Công nghệ thấm nitơ cũ tiến hành
trong bể muối nóng chảy có chứa 40% muối xianua. Muối xianua có tính độc
tố cao làm ảnh hưởng đến vệ sinh môi trường, do nước thải và phế thải của bể
Báo cáo tổng kết Đề tài cấp Bộ - 2007
Lục Vân Thơng PTN Hàn & XLBM
22
thm cú cha xianua. Vỡ vy nhng nm gn õy, theo xu hng mi ca th
gii, c bit l nhng nc cú nn cụng nghip phỏt trin, trung tõm Khoa
hc cụng ngh C hc mỏy thu li - Trng i hc Thu li ó nghiờn cu
v ng dng thnh cụng cụng ngh thm nit mi, mt cụng ngh hon ton

khụng ph thi, khụng nh hng xu n mụi trng. S d
cụng ngh
nitarid m bo c v sinh mụi trng l nh vic s dng cỏc hn hp
thm nit khụng cha mui xianua v a vo s dng cht tỏi sinh cú kh
nng phc hi hot tớnh ca b thm.
Cụng ngh ny c tin hnh trong b mui núng chy, gm cỏc mui
chuyờn dựng nh: kali cacbonat, natri cacbonat, cú 30 - 40% mui xianat v
b sung cht tỏi sinh phc hi lng MeCNO ban u, phc h
i kh nng
lm vic ca b thm. phc hi 1% lng (CNO+) ó gim, ch cn thờm
lng cht tỏi sinh bng 0,6% khi lng mui núng chy trong b thm.
Trong ú, vic oxy hoỏ trong b mui núng chy nhit 300 400
o
C lm
tng kh nng chng mi mũn, v n mũn ca lp thm nit.
c bit, thit b s dng khi thm rt n gin, quỏ trỡnh thm c tin
hnh trong ni titan ỳc cha hn hp mui núng chy. Trong ni c t
thờm gi thộp cú kt cu thớch hp, thun tin cho vic a sn phm vo v
ly ra. Thit b m bo tin c
y cao, giỏ thnh r, d s dng, thớch hp vi
qui mụ sn xut va v nh nc ta hin nay v cú kh nng nõng cp t
ng hoỏ cao trong quỏ trỡnh sn xut, tng ng vi cỏc nc phỏt trin.
Cụng ngh thm nit th lng nitarid lm cho cỏc sn phm t st, thộp
cú kh nng chu mi mũn v chu mi cao, chng n mũn rt tt. Cụng ngh
c tin hnh nhit
thp (di 600
o
C), nờn sn phm cú bin dng
thp, thnh phn b thm m bo tớnh n nh hoỏ nhit v cú chy loóng,
kh nng to nit hot tớnh cao. Mt khỏc, cụng ngh x lý b mt sau khi

thm rt a dng, ci thin c cỏc tớnh cht ca lp thm. Cụng ngh n
gin, m bo c tớnh u vit ca b mt s
n phm lm cho nitarid cú kh
nng ng dng rng rói trong cụng nghip.[14]

2.4. Thm ni-t ion plasma
Thm ni-t plasma hay thm ni-t ion l cụng ngh nhit luyn tiờn tin
nht. Quỏ trỡnh thm c thc hin trong lũ chõn khụng ỏp sut thp vi
hn hp cỏc khớ H
2
, N
2
, CH
4
v Ar. Di in th cao cỏc khớ b ion hoỏ to
dũng plasma. Ion ni-t c gia tc trong quỏ trỡnh plasma v va chm vi
mu vt. Quỏ trỡnh bn phỏ ion ny lm nung núng, lm sch v to mt lp
cng chng mi mũn tt, tng gii hn bn mi.[13, 12, 11, 10, ]