Nitridace v plynu

Nitridace v plynu je roces chemickotepelného zpracování používaný ke zvýšení odolnosti vůči opotřebení, tvrdosti povrchu a únavové životnosti rozpuštěním dusíku a precipitací nitridů v povrchové vrstvě.

Výhody

Upřednostňovaný postup pro součásti, které jsou vystavovány vysokým zátěžím, protože nitridování dává součástem vysokou tvrdost povrchu, což podporuje vysokou odolnost vůči opotřebení, odírání, oděru a zadírání. Mez únavy je zvýšena zejména tlakovým pnutím v povrchové vrstvě. Široký rozsah volitelných teplot a hloubek vrstvy umožňující dosažení různých vlastností zpracovávaných dílů nabízí pro nitridaci v plynu celou řadu využití.

Aplikace a materiály

Mezi typické použití patří převodová kola, klikové hřídele, vačkové hřídele, zdvihátka ventilů, díly ventilů, protlačovací trny, razicí nástroje, kovací zápustky, průtlačnice hliníku, vstřikovače a nástroje pro formování plastů.

Nitridování je nejúčinnější při použití na díly vyrobené z nitridačních ocelí, které jsou již pro tento způsob zpracování legovány prvky, které jsou nitridotvorné a vytvářejí tvrdé nitridy, jako je chrom, molybden, vanad či hliník. Tento proces se rovněž používá při zpracování nástrojových oceli, určených např. pro práci za tepla, pro práci za studena či ocelí určených k výrobě forem. Nitridování pružinových ocelí zajišťuje prodloužení únavové životnosti pružin používaných v automobilovém průmyslu. Obecně platí, že lze nitridování v plynu používat na všechny oceli s obsahem chromu do 5 %. V případě vyššího obsahu legujících prvků či nitridování nerezové oceli v plynu je dobré zvážit plazmovou nitridaci. Nitridování v plynu spékaných ocelí s nízkou hustotou není doporučováno.

Optimálních výsledků je dosaženo s materiály, které byly před samotným nitridováním v plynu kaleny a popuštěné výrazně výše než teplota dané nitridace.

Technologie

Nitridace v plynu je proces chemickotepelného zpracování při nízké teplotě (obvykle 520 °C) s nízkou mírou deformace, který se provádí za účelem zlepšení povrchových vlastností hotových či téměř hotových železných komponent. V případě přidání plynu uvolňujícího uhlík se proces nazývá karbinitridace. Vrstva se obvykle skládá ze dvou zón – sloučeninové vrstvy (bílá vrstva), která může být tvořena kubickým či hexagonálním nitridem, pod kterou se nachází vrstva rozpuštěného dusíku a precipitátu tvrdých karbonitridů. Sloučeninová vrstva na povrchu součástí přináší hlavní výhody v podobě vysoké odolnosti vůči opotřebení, odírání, oděru a zadírání. Difuzní vrstva přispívá k lepší mezi únavy a funguje jako podpora tvrdé sloučeninové vrstvy. Regulací teploty a řízením atmosféry zpracování lze ovlivnit složení vrstvy od tenkých sloučeninových vrstev pro lepší mez únavy až po tlusté sloučeninové vrstvy dusíku a uhlíku při použití plynné nitrocementace a následné oxidace pro dosažení dobré odolnosti vůči opotřebení a korozi. V takovém případě je však dobré zvážit aplikaci vrstvy Corr-I-Dur^®.