Azotowanie jonowe/plazmowe.

Czym się zajmujemy

Azotowanie jonowe/plazmowe

Azotowanie plazmowe (azotowanie jonowe) to proces termochemicznego utwardzania powierzchniowego wspomaganego plazmą, stosowany w celu zwiększenia odporności na zużycie, twardości powierzchniowej i wytrzymałości zmęczeniowej poprzez wytworzenie twardej warstwy obejmującej naprężenia ściskające.

Zalety azotowania jonowego/plazmowego

Zalety procesów azotowania gazowego mogą zostać przewyższone przez azotowanie plazmowe. Szczególnie w przypadku stali wysokostopowych, azotowanie plazmowe nadaje wysoką twardość powierzchniową, co sprzyja wysokiej odporności na zużycie, ścieranie, zacieranie i zatarcie. Wytrzymałość zmęczeniowa wzrasta głównie dzięki powstawaniu powierzchniowych naprężeń ściskających. Azotowanie plazmowe jest dobrym wyborem, gdy części muszą mieć zarówno obszary azotowane, jak i miękkie. Możliwość wytworzenia warstwy dyfuzyjnej, wolnej od związków chemicznych jest często wykorzystywana w azotowaniu plazmowym przed powlekaniem PVD lub CVD. Można uzyskać warstwy i profile twardości dostosowane do indywidualnych potrzeb.

Zastosowania i materiały

Typowe zastosowania obejmują koła zębate, wały korbowe, wałki rozrządu, popychacze krzywkowe, części zaworów, ślimaki wytłaczarek, narzędzia do odlewania ciśnieniowego, matryce do kucia, narzędzia do formowania na zimno, wtryskiwacze i narzędzia do formowania tworzyw sztucznych, długie wały, osie, sprzęgła i części silnika. Azotowanie plazmowe i azotonawęglanie plazmowe są często preferowane w stosunku do odpowiednich procesów gazowych, jeśli wymagane jest maskowanie.

Azotowanie plazmowe jest odpowiednie dla wszystkich materiałów żelaznych, nawet stali spiekanych o większej porowatości, żeliwa i wysokostopowych stali narzędziowych, nawet o zawartości chromu przekraczającej 12%. Stale nierdzewne i stopy na bazie niklu mogą być azotowane plazmowo i zachowują większość swojej odporności na korozję, jeśli stosuje się niskie temperatury. Specjalnymi zastosowaniami są azotowanie plazmowe stopów tytanu i aluminium. W przypadku dużych obciążeń dużych części maszyn, takich jak wały i wrzeciona, zastosowanie specjalnych stali do azotowania stopów chromu i aluminium daje ogromne korzyści, ponieważ azotowanie plazmowe generuje twardość powierzchniową ponad 1000 HV.

Szczegóły procesu azotowania jonowego/plazmowego

Azotowanie plazmowe/azotowanie jonowe to nowoczesna obróbka termochemiczna przeprowadzana w mieszaninie azotu, wodoru i opcjonalnie gazu zawierającego węgiel. W tym niskociśnieniowym procesie pomiędzy wsadem a ścianą pieca przykładane jest napięcie. Wokół części generowane jest wyładowanie jarzeniowe o wysokim stopniu jonizacji (plazma). Na powierzchni bezpośrednio naładowanej jonami tworzą się azotki bogate w azot, które ulegają rozkładowi, uwalniając aktywny azot do powierzchni. Dzięki temu mechanizmowi łatwo jest wykonać ekranowanie, przykrywając odpowiednie obszary metalową osłoną. Azotowanie plazmowe pozwala na modyfikację powierzchni zgodnie z pożądanymi właściwościami. Dopasowane warstwy i profile twardości można uzyskać poprzez dostosowanie mieszaniny gazów: od powierzchni bez warstwy złożonej o niskiej zawartości azotu o grubości do 20 mikronów, po warstwę złożoną o wysokiej zawartości azotu i dodatku gazu węglowego (azotonawęglanie plazmowe). Szeroki zakres temperatur umożliwia wiele zastosowań, wykraczających poza możliwości procesów gazowych lub kąpieli solnych.