Nitrocementace

Nitrocementace je způsob sycení oceli v oblasti austenitické fáze (nad A3) podobný cementaci, kdy dochází k souběžnému sycení uhlíkem a dusíkem (prostřednictvím malého přídavku čpavku (NH3) do plynné atmosféry), což ještě zvyšuje odolnost cementované vrstvy vůči opotřebení a tvrdost povrchu díky kalené povrchové vrstvě.

Výhody

Nitrocementování se primárně používá k vytvoření kaleného tvrdého povrchu odolného vůči opotřebení. Difuzní sycení vrstvy uhlíkem a současně dusíkem zvyšuje kalitelnost při zpracování nelegované uhlíkové či nízkolegované oceli a vytváří tvrdší povrch než by bylo možno dosáhnout cementací. Procesy nitrocementace je často aplikován v hromadné výrobě, kdy se mnoho drobných dílů kalí přímo z nitrocementační teploty. V porovnání s cementací díky nižším nitrocementačním teplotám dochází rovněž k menším deformacím. Možnost pomalejšího ochlazení snižuje riziko praskání v důsledku kalení.

Aplikace a materiály

Nitrocementace se úspěšně používá zejména v hromadné a velkosériové výrobě součástí a dílů menších rozměrů, u nichž je vyžadována vysoká odolnost vůči opotřebení a požadovaná hloubka cementace se pohybuje v rozmezí od 0,1 max. do 0,75 mm. Mezi typické použití patří:

• převodová kola a hřídele,
• písty,
• kladky a ložiska,
• táhla u hydraulických, pneumatických a mechanicky poháněných soustav.

Primárně pro zvýšení odolnosti vůči opotřebení a meze únavy nelegovaných uhlíkových ocelí.

Nitrocementování lze použít jako povrchovou úpravu celé řady ocelí od nelegovaných uhlíkových ocelí počínaje  (měkké oceli s nízkým obsahem hliníku), přes nízkolegované oceli s maximálním obsahem uhlíku 0,25 %, automatové oceli až po oceli vyrobené práškovou metalurgií

Technologie

Nitrocementace je chemicko-tepelné zpracování oceli zahrnující sycení povrchu součástí uhlíkem i dusíkem, obvykle současně. Tento proces se provádí při nižších teplotách než jsou teploty čistě cementační. Je obecně rychlejší než cementace, díky čemuž jsou součásti méně náchylné k deformaci. Nadifundovaný dusík do oceli stabilizuje austenit a snižuje kritickou rychlost kalení, a tím zlepšuje kalitelnost oceli v nasycené vrstvě.

Pro snížení deformace lze použít šetrnější kalicí média, například olej místo vody, která se jinak používá při zpracování měkké uhlíkové oceli.

Nitrocementace se obvykle provádí při teplotě od 820 °C do 900 °C v plynné atmosféře a obohacuje povrch nelegovaných uhlíkových ocelí a nízkolegovaných ocelí o 0,5 až 0,8 % uhlíku a 0,2 až 0,4 % (< 5 %) dusíku. Po dokončení difuzního sycení jsou součásti rovnou kaleny do oleje. Dosažená hloubka kalené vrstvy (CHD) obvykle nepřesahuje 0,7 mm a závisí nejen na hloubce nasycení, ale také na teplotě kalení, rychlosti ochlazování, kalitelnosti oceli a rozměrech kalené součásti. Tepelné zpracování se dokončuje popouštěním při nízké teplotě mezi 150 °C a 200 °C. Vyšší popuštění u větší hloubky nitrocementace snižuje křehkost vrstvy a ovlivňuje tribologické vlastnosti vrstvy.