Carbonitrurare

Carbonitrurarea este un proces austenitic (peste A3) de călire superficială similar cu carburarea, cu adăugarea de azot (prin gaz NH3), utilizat pentru a crește rezistența la uzură și duritatea suprafeței prin crearea unui strat de suprafață durificat.

Beneficii

Carbonitrurarea se aplică în primul rând pentru a produce o călire dură și rezistentă la uzură. Difuzarea atât a carbonului, cât și a azotului crește călibilitatea tipurilor de oțel cu carbon simplu și oțel slab aliat și creează o călire superficială mai dură decât carburarea. Procesul de carbonitrurare este deosebit de potrivit pentru producția de masă curată a componentelor mici. Datorită temperaturii mai scăzute necesare pentru carbonitrurare, comparativ cu carburarea, distorsiunea este redusă. Viteza ușoară de răcire reduce riscul de fisurare la răcire.

Aplicare și materiale

Carbonitrurarea austenitică se aplică cu succes componentelor produse în masă, în general, și celor de dimensiuni mai mici, unde este necesară o rezistență mare la uzură și unde cerințele privind adâncimea de călire variază de la 0,1 la max 0,75 mm.

Aplicările obișnuite includ:

• angrenaje și arbori
• pistoan
• role și rulmenți
• pârghii în sisteme acționate hidraulic, pneumatic și mecanic.

Scopul principal este de a îmbunătăți rezistența la uzură și rezistența la oboseală a oțelului cu carbon simplu.

O gamă largă de tipuri de oțel pot fi carbonitrurate, de la tipuri de oțel carbon simple până la oțel moale (cu conținut redus de aluminiu), oțel slab aliat cu maxim 0,25% carbon, oțel ușor prelucrabil și oțel sinterizat.

Detalii privind procesul

Carbonitrurarea (austenitică) este un tratament termochimic care implică încorporarea atât a carbonului, cât și a azotului în suprafața componentei, de obicei simultan. Procesul se desfășoară la temperaturi mai scăzute și, în general, pentru perioade de timp mai scurte decât carburarea și, prin urmare, componentele sunt mai puțin predispuse la distorsiuni. Azotul difuz are un efect stabilizator asupra austenitei și reduce viteza critică de răcire și, în consecință, călibilitatea oțelului.

Mediile de răcire mai puțin severe, cum ar fi uleiul, în loc de răcirea în apă necesară pentru oțelul moale, pot fi aplicate pentru a reduce distorsiunea.

Carbonitrurarea se efectuează, de obicei, într-un interval de temperatură de 820-900°C într-o atmosferă gazoasă, prin adăugarea unui conținut cuprins între 0,5 și 0,8% carbon și 0,2-0,4% (<5%) azot la suprafața oțelului carbon simplu sau a oțelului slab aliat. După timpul de difuzie, componentele sunt stinse direct în ulei. Adâncimea de călire superficială obținută (CHD) nu este, de obicei, mai mare de aproximativ 0,7 mm și depinde nu numai de adâncimile de carbonitrurare, ci și de temperatura de călire, rata de răcire, călibilitatea oțelului și dimensiunile componentei. Tratamentul termic este completat de călire la temperaturi scăzute între 150-200°C pentru intervalul de adâncime al călirii superficiale, reducând fragilitatea și în funcție de circumstanțele tribologice.