AZOTOWANIE GAZOWE - Nitrex

- AZOTOWANIE GAZOWE -

AZOTOWANIE GAZOWE

NITREG® to nowoczesny proces obróbki cieplnej, który jest w stanie spełnić wymagania metalurgiczne wszystkich specyfikacji azotowania, które pierwotnie były opracowane dla kąpieli solnej, plazmy lub tradycyjnego azotowania gazowego. Możliwość kontroli stężenia azotu w powierzchni pozwala użytkownikowi kontrolować wzrost warstwy związków praktycznie niezależnie od rozwoju pożądanej strefy dyfuzji. Takie podejście ułatwia nie tylko spełnienie wymagań specyfikacji, lecz także pozwala na ich poprawę poprzez umożliwienie węższych tolerancji, szczególnie w zakresie grubości i właściwości przypowierzchniowej strefy azotków tzw. białej warstwy.

Zalety NITREG®

  • Kontroluje grubość białej warstwy i jej właściwości
  • Eliminuje sieci azotków w strefie dyfuzji
  • Doskonała kontrola grubości warstwy azotowanej
  • Równomierne utwardzenie nawet małych otworów, wąskich rowków i ostrych krawędzi
  • Doskonała kontrola twardości powierzchni
  • Brak odkształceń części
  • Bardzo wysoki poziom powtarzalności procesu
  • Ekologiczna technologia, brak odpadów i zanieczyszczeń

TURBINY AGREGATÓW PRĄDOWYCH MATRYCA DO KUCIA MATRYCA DO WYCISKANIA WSPORNIKI ŁOŻYSK SAMOCHODOWYCH DYSZE DRUKOWANE W 3D

Azotowanie to proces polegający na dyfuzji atomów azotu do powierzchni metalu. Azot występuje obficie na Ziemi, ale w naturze występuje jako dwuatomowa cząsteczka, która jest chemicznie obojętna i zbyt duża, aby przeniknąć przez powierzchnię. Dlatego technologie azotowania koncentrują się na źródle powstającego (atomowego) azotu.

Głównym celem azotowania jest zwiększenie twardości powierzchni elementu poprzez wzbogacenie jej w azot. Niezależnie od metody, azotowanie jest procesem dyfuzji azotu do metalu, a dyfuzja, gdy pojedyncze atomy azotu przenikną przez powierzchnię, trwa tak długo, jak długo temperatura jest wystarczająco wysoka, a na powierzchni jest świeży dopływ powstającego azotu. Innymi słowy, dyfuzja jest zasadniczo taka sama we wszystkich procesach azotowania, natomiast różnica polega na sposobie dostarczania azotu, który ma zasadniczy wpływ na uzyskiwane właściwości powierzchni.

Ogólnie rzecz biorąc, azotować można wszystkie stopy żelaza, łącznie ze stalami nierdzewnymi, żeliwami, a nawet stopami tytanu. Stopy mają jednak unikatowe właściwości, jeśli chodzi o warunki powierzchni, naturalną szybkość dyfuzji i skłonność do tworzenia azotków. Dlatego też należy pamiętać, że nawet prawidłowo skonfigurowany proces azotowania będzie dawał znacząco różne wyniki na różnych materiałach. W związku z tym niektórzy użytkownicy mogą napotkać trudności nie do pokonania, w szczególności, jeżeli brakuje im metodologii i/lub ich wiedza i doświadczenie są niewystarczające.

Powierzchnia poddana działaniu środka azotującego tworzy z reguły dwie odrębne warstwy. Warstwa zewnętrzna nazywana jest warstwą związków (lub warstwą białą), a jej grubość zwykle mieści się w przedziale od zera do 0,001″ (25 µm). Pod warstwą białą znajduje się pole dyfuzji lub strefa dyfuzji. Obie warstwy składają się na to, co ogólnie określa się mianem warstwy azotowanej. Jednak w zależności od materiału i jego pierwotnej twardości przed obróbką, między właściwościami tych warstw mogą występować znaczne różnice.

Przedstawione poniżej ilustracje dwóch wgnieceń w próbie twardości Vickersa obrazują różnicę pomiędzy procesem kontrolowanym i niekontrolowanym. Próbka po lewej stronie została wykonana w tradycyjnym procesie, a pęknięcia powierzchniowe wskazują na istnienie warstwy kruchej. Próbka po prawej stronie jest wynikiem procesu Nitreg®, gdzie pomimo takiej samej twardości nie powstały pęknięcia. Dzięki temu element poddany obróbce Nitreg® jest bardziej sprężysty i ma bardzo wytrzymałą warstwę związków.

 

Tak doskonałe wyniki można osiągnąć tylko poprzez kontrolę stężenia azotu w podłożu, a nowoczesnym podejściem jest kontrola potencjału azotującego (KN). Podstawą technologii Nitreg® jest właściwe zrozumienie i zastosowanie zasad, które wiążą potencjał azotujący (KN), temperaturę i czas. Przykład naszej zdolności do wytwarzania rozmaitych kombinacji warstwy białej i warstwy dyfuzyjnej przedstawiono na poniższym schemacie, Kombinacje warstw azotowanych (PDF).

Możliwość kontroli potencjału azotującego stopniowo staje się wymogiem, co widać np. w normie AMS 2759/10.

Podsumowując, Nitreg® to nowoczesny proces, który jest w stanie spełnić wymagania metalurgiczne wszystkich specyfikacji azotowania, które pierwotnie były opracowane dla kąpieli solnej, plazmy lub tradycyjnego azotowania gazowego.

WŁAŚCIWOŚCI/CECHY Azotowanie kontrolowane NITREG® Konwencjonalne gazowe Kąpiel solna Plazma (jony)
Czyszczenie (wcześniej) Oczyścić Oczyścić Względnie czyste Bardzo czyste
Czyszczenie (później) Niewymagane Niewymagane Bezwzględnie wymagane Niewymagane
Czas ogrzewania Krótki Krótki Bardzo krótki Długi
Ustawienie części Proste Proste Proste Bardzo skomplikowane / wymaga umiejętności i doświadczenia
Azotowanie stali nierdzewnej Możliwe Niemożliwe Możliwe Możliwe
Obsługa sprzętu Bardzo prosta / całkowicie zautomatyzowana Względnie prosta Prosta Bardzo skomplikowane / wymaga zaawansowanych umiejętności
Kontrola temperatury / równomierność Doskonała Dobra Dobra Trudna / niewystarczająca / możliwe przegrzanie
Kontrola potencjału azotującego Tak Nie Nie Nie
Kontrola % ε i γ’ Możliwa Nie Nie Możliwa
Azotowanie bez warstwy białej Możliwe Nie Nie Możliwe
Kontrola porowatości Możliwa Nie Nie Możliwa
Powtarzalność wyników Doskonała (niezależnie od wsadu) Możliwa (tylko wsady powtarzalne) Możliwa (tylko wsady powtarzalne) Możliwa (tylko wsady powtarzalne)
Konserwacja sprzętu Prosta Stosunkowo skomplikowana Skomplikowana Bardzo skomplikowana
Stopień zanieczyszczenia Bardzo niski Wysoki Ekstremalnie wysoki Bardzo niski