Węgloazotowanie.

Czym się zajmujemy

Węgloazotowanie gazowe

Węgloazotowanie to austenityczny (powyżej A3) proces utwardzania powierzchniowego podobny do nawęglania, z dodatkiem azotu (poprzez gaz NH₃), stosowany w celu zwiększenia odporności na zużycie i twardości powierzchni poprzez utworzenie utwardzonej warstwy powierzchniowej.

Korzyści z węgloazotowania

Węgloazotowanie stosuje się przede wszystkim w celu wytworzenia uzyskania i odpornej na zużycie warstwy. Dyfuzja zarówno węgla, jak i azotu zwiększa hartowność zwykłej stali węglowej i niskostopowej oraz pozwala uzyskać twardszą warstwę utwardzoną niż w przypadku nawęglania. Proces węgloazotowania jest szczególnie odpowiedni do czystej masowej produkcji małych komponentów. Ze względu na niższą temperaturę wymaganą do węgloazotowania, w porównaniu do nawęglania, odkształcenia są mniejsze. Łagodna prędkość hartowania zmniejsza ryzyko pękania hartowniczego.

Zastosowania i materiały

Węgloazotowanie austenityczne jest z powodzeniem stosowane do ogólnie produkowanych masowo komponentów i tych o mniejszych wymiarach, gdzie wymagana jest duża odporność na zużycie i gdzie wymagania dotyczące głębokości warstwy wynoszą od 0,1 do maksymalnie 0,75 mm. Typowe zastosowania obejmują:

• koła zębate i wały
• tłoki
• rolki i łożyska
• dźwignie w hydraulicznych, pneumatycznych i mechanicznych systemach uruchamianych.

Głównie w celu poprawy odporności na zużycie i wytrzymałości zmęczeniowej zwykłych stali węglowych.

Węgloazotowaniu można poddawać szeroką gamę stali, od zwykłej stali węglowej po stale miękkie (o obniżonej zawartości aluminium), stale niskostopowe o maks. 0,25% węgla, stale do swobodnego cięcia i stale spiekane.

Szczegóły procesu węgloazotowania

Węgloazotowanie (austenityczne) to obróbka cieplno-chemiczna polegająca na wprowadzeniu zarówno węgla, jak i azotu do powierzchni elementu, zwykle jednocześnie. Proces ten jest przeprowadzany w niższych temperaturach i zazwyczaj przez krótszy czas niż nawęglanie, dzięki czemu elementy są mniej podatne na odkształcenia. Rozproszony azot ma stabilizujący wpływ na austenit i obniża krytyczną prędkość hartowania, a w konsekwencji hartowność stali.

W celu zmniejszenia odkształceń mogą być stosowane mniej rygorystyczne środki hartownicze, takie jak olej, zamiast hartowania w wodzie wymaganego dla stali miękkiej.

Węgloazotowanie przeprowadza się zazwyczaj w zakresie temperatur 820-900°C w atmosferze gazowej dodając do powierzchni stali węglowej lub stali niskostopowej od 0,5 do 0,8% węgla i 0,2-0,4% (< 5%) azotu. Po upływie czasu dyfuzji elementy są bezpośrednio hartowane w oleju. Osiągnięta głębokość utwardzania powierzchniowego (CHD) zwykle nie przekracza około 0,7 mm i zależy nie tylko od głębokości węgloazotowania, ale także od temperatury hartowania, szybkości hartowania, hartowności stali i wymiarów elementu. Obróbka cieplna jest zakończona odpuszczaniem w niskiej temperaturze w zakresie 150-200°C dla wyższego zakresu głębokości utwardzenia, co zmniejsza kruchość i zależy od warunków trybologicznych.