Heat flow and temperature gradients in a heat treatment furnace used for the gas nitriding of H13 (SKD61) tool steel dies for aluminium extrusion have been studied. The aim was to determine the effect of thermocouple positioning on the reliability of temperature measurements in controlling nitriding operations. The circulating system in the furnace chamber was designed to give suitable partial pressures of ammonia gas for a given temperature distribution thus providing optimal conditions for nitrogen diffusion into the steel work-piece. The partial pressure of dissociated ammonia gas and the temperature distribution in both the furnace chamber and the work-piece material are key factors in nitriding. In this work the operation of a simple ammonia gas horizontal front-loading nitriding furnace that was not equipped with monitoring for percentage ammonia dissociation and a vertical retort furnace with burette check equipment were examined. Temperature distribution and flow analysis was used to simulate the nitriding conditions. Microstructural and microhardness checks were used to study the effectiveness of nitriding with respect to case hardness, case depth profile, surface hardness, nitrided layer, diffusion layer and white layer thicknesses. The results have been used to set up the most effective conditions for nitriding in the furnace used for the study.

กระบวนการอีดรีดขึ้นรูปอลูมิเนียมผ่านแม่พิมพ์เหล็กกล้า SKD61 หรือ H13 เป็นกระบวนการที่ใช้งานอยู่กล้าวขวาง เนื่องจากเป็นที่เข้าใจว่าระบบการทำงานนั้นเป็นไปตามเงื่อนไขการเลือกใช้วัสดุที่ optimal แต่ในทางกลับกัน แม่พิมพ์ที่ถูกเสียดสีในกระบวนการขึ้นรูปร้อน ที่ถึงแม้จะชุบแข็งแลบชุบผิวแข็งด้วยแก๊สไนตรายดิง ก็ยังคงพบว่าปัญหาการสึกหรอเนื่องจากสมบัติผิวแข็งจากไนตรายดิงไม่สามารถทำได้อย่างดีที่สุด ด้วยเงื่อนไขและข้อจำกัดและความไม่เข้าใจในกลไกของกระบวนการแก๊สไนตรายดิงที่เพียงพอ โครงการศึกษานี้จึงนำเทคโนโลยีการจำลองการไหลทางคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยตรวจสอบและปรับปรุงการทำแก๊สไนตรายดิงเพื่อหาแนวทางในการปรับปรุงผลลัพธ์โดยพื้นฐานที่ไม่กระทบต่อกระบวนการหลักและไม่มีการเปลี่ยนแปลงต้นทุนทางพลังงานในการชุบแข็งที่จะมีผลต่อต้นทุนการผลิตของกระบวนการ