Karbonitridace

Karbonitridace je určitou variací nitridace. Jedná se o proces termochemického difuzního sycení, kdy dochází k sycení povrchu atomy dusíku, uhlíku a ve velmi malé míře kyslíku, čímž na povrchu vzniká silná sloučeninová vrstva a difuzní vrstva. Karbonitridace je variantou procesu nitridace. Tento proces se provádí zejména za účelem zajištění odolnosti povrchové vrstvy vůči opotřebení a pro zlepšení odolnosti vůči únavě.

Výhody

• relativně nízké náklady,
• vysoká odolnost vůči opotřebení,
• vynikající odolnost vůči odírání a zadírání,
• zlepšení odolnosti vůči únavě až o 120 %,
• znatelně vyšší odolnost vůči korozi,
• dobrá povrchová úprava,
• zanedbatelná deformace tvaru,
• předvídatelná charakteristika nabývání,
• náhrada legované oceli – nelegované oceli v kombinaci s karbonitridací dobře nahrazují nízkolegované oceli v kombinaci s nitridací.

Aplikace a materiály

Mezi výhody tohoto procesu patří možnost zpracování dílů, které nebyly předem kaleny a popuštěny, relativně nízká teplota procesu, což minimalizuje deformaci, a relativně nízké náklady ve srovnání s cementací nebo jinými  procesy vytvrzování povrchu.

Typická odvětví:

Zpracování ropy a zemního plynu, ventily, čerpadla, zemědělská technika, automobilový průmysl, lisování plechů, tkalcovský průmysl, vytlačování a vstřikování do forem, součásti ručních palných zbraní.

Typické díly:

Zpracování ropy a zemního plynu – převodová kola a hřídele pastorku

Komponenty ventilů – šoupátka, sedla, koule, dříky, regulační ventily

Komponenty čerpadel – skříně oběžných kol, tělesa, plunžry, válce

Zemědělská technika – žací lišty sklízecích mlátiček, třídiče, součásti pro transport plodin, součásti drtiče

Automobilový průmysl – olejová čerpadla naftových motorů, převodová kola, klikové a vačkové hřídele

Lisování plechů – razidla, obráběcí nástroje

Tkalcovský průmysl – drážkované bubny

Vytlačování a vstřikování do forem – vtlačovací šneky, bubny, komponenty pro ražení

Střelné zbraně – pohyblivé díly v automatických střelných zbraních

Karbonitridaci lze použít na stejné materiály jako nitridaci, a také na nelegované materiály, kdy je třeba dosáhnout dobré odolnosti vůči opotřebení a lepší odolnosti vůči únavě při nízkých nákladech. Často se používá pro lisování jako alternativa k tvrdochromování.

Technologie

Karbonitridace se provádí při nízkých  teplotách do 600 C a zahrnuje difuzní sycení povrchu uhlíkové oceli dusíkem a uhlíkem za účelem zajištění vyšší tvrdosti povrchu a měkčího jádra s tenkou sloučeninovou vrstvou na povrchu s tloušťkou do 50 um.

Sloučeninová vrstva je odolná vůči opotřebení a korozi,  a přesto není křehká, na rozdíl od vrstev získaných  procesem nitridace. Jelikož poskytuje hlavní část vlastností požadovaných od tohoto procesu, nesmí být odstraněna následným obráběním. Pod sloučeninovou vrstvou je tenká difúzní vrstva, která významně zlepšuje odolnost komponenty vůči únavě.