Węgloazotowanie

co to jest węgloazotowanie?

Węgloazotowanie jest procesem cieplno-chemicznym wymagającym wysokiej temperatury. W ramach tego procesu warstwa powierzchniowa elementów jest wzbogacana węglem i azotem w celu poprawy właściwości mechanicznych warstwy powierzchniowej elementu.

proces węgloazotowania

Z reguły proces węgloazotowania składa się z trzech etapów. W pierwszym etapie elementy obrabiane są wystawiane na działanie środowiska bogatego w węgiel i azot w temperaturze od 750 do 900 °C. W drugim etapie, hartowanie odbywa się po wystawieniu przedmiotu obrabianego na działanie temperatury docelowej przez określony czas. Trzeci etap, odpuszczanie, służy zasadniczo do zmniejszenia największych naprężeń w strukturze materiału i zmniejszenia wrażliwości na pęknięcia szlifierskie.

1. proces: ekspozycja na węgiel i azot

Po wstępnej obróbce mycie komponentów, detale są przenoszone do urządzenia do obróbki cieplnej zawierającego jasno określoną atmosferę gazową składającą się między innymi z węgla i azotu. Podgrzanie obrabianych elementów do temperatury od 750 °C do 900 °C pozwala atomom węgla i azotu na dyfuzję do powierzchni obrabianego elementu. Dokładna temperatura oraz czas ekspozycji są określane na podstawie różnych czynników, takich jak zastosowany materiał, pożądana grubość warstwy i inne właściwości mechaniczne, które mają zostać uzyskane.

2. proces: hartowanie

Po wystawieniu przedmiotu obrabianego na działanie temperatury obróbki przez wystarczający czas, jest on hartowany. Hartowanie jest zwykle wykonywane przez szybkie chłodzenie przedmiotu obrabianego, albo przez zanurzenie w odpowiednim medium chłodzącym, takim jak woda, olej lub powietrze, albo przy użyciu określonych metod chłodzenia, które zapewniają wystarczającą prędkość hartowania.

3. proces: odpuszczanie

Po węgloazotowaniu i hartowaniu w obrabianym przedmiocie występują naprężenia wewnętrzne, które powodują kruchość materiału i zwiększają ryzyko pęknięcia. Aby zmniejszyć te naprężenia i dostosować właściwości mechaniczne, przeprowadza się odpuszczanie. Obrabiany przedmiot jest podgrzewany do określonej temperatury, a następnie powoli schładzany. Proces ten ma na celu zmniejszenie naprężeń, optymalizację twardości i poprawę wytrzymałości na pękanie. Dokładne parametry odpuszczania są określane na podstawie konkretnego materiału i wymagań.

inne metody

Węgloazotowanie gazowe:

Węgloazotowanie gazowe to metoda, w której obrabiany przedmiot umieszcza się w środowisku gazowym zawierającym mieszaninę węgla i azotu. Zazwyczaj stosuje się mieszaninę amoniaku (NH3) i gazów węglowodorowych, takich jak metan (CH4) lub propan (C3H8). Obrabiany przedmiot umieszcza się w piecu, w którym kontrolowane są żądane temperatury i skład gazów. Ogrzewanie powoduje, że atomy węgla i azotu dyfundują na powierzchnię przedmiotu obrabianego i po wystarczająco szybkim schłodzeniu tworzą twardą i odporną na zużycie warstwę.

Węgloazotowanie w soli:

Węgloazotowanie ciekłe polega na zanurzeniu przedmiotu obrabianego w ciekłej mieszaninie soli. Obrabiany przedmiot umieszcza się w pojemniku ze źródłem ciepła i solą. Ogrzewanie zwiększa potencjał węgla i azotu w cieczy, a atomy węgla i azotu dyfundują na powierzchnię przedmiotu obrabianego. Proces ten jest często stosowany w przypadku stali wysokostopowych, w których nie działa węgloazotowanie gazowe.