Karbonitridace je proces, při kterém se uhlík a dusík zavádějí na povrch ocelové části. Cílem tohoto procesu je vytvoření austenitu (nad A3), který se po kalení stává mikrostrukturou martenzitové matrice. Pokud tam je příliš mnoho dusíku představil oceli, to může mít za následek zadrženého austenitu, který je austenitu, že se nestane mikrostruktura martenzitu po kalení. To může způsobit problémy, jako je zvýšená pórovitost, čímž mnoho malých otvorů oslabuje strukturu materiálu. Z tohoto důvodu je nesmírně důležité používat správnou atmosféru tepelného zpracování, kalící médium a celkový karbonitridační proces.

Carbonitriding Proces

Atmosféra: carbonitriding proces je podobný plyn cementování proces, ale s přídavkem amoniaku vedle uhlíku. Tento proces přidává 0,5-0,8% uhlíku a 0,2 – 0.4% dusíku na povrch oceli. Dusík pochází z amoniaku přítomného v atmosféře.

tepelné zpracování: teplota použitá pro karbonitridaci by měla být kolem 850°C (1550°F). To je nižší než teplota použitá pro nauhličování a doba, po kterou bude součást tepelně ošetřena, je také kratší. Tyto nižší teploty používané pro karbonitridaci ve srovnání s karburací také znamenají menší zkreslení součásti, zejména během kalení. Jedná se však o vyšší teplotu, než jaká se používá pro standardní nitridaci.

kalení: Jakmile je součást tepelně ošetřena, měla by být okamžitě uhasena v oleji nebo plynu s ochrannou atmosférou. Zatímco voda je dalším možným kalícím médiem, měkké oceli se mohou při kalení ve vodě více deformovat. Z tohoto důvodu se doporučuje kalení v oleji nebo plynu s ochrannou atmosférou nad vodou.

cementační Hloubka (CHD): cementační hloubka je, jak hluboko do povrchu oceli kalení proces prostupuje. Tato hloubka závisí na řadě faktorů, včetně carbonitriding hloubka, teplota, uhašení sazba, prokalitelností oceli a rozměry součásti.

Výhody Carbonitriding

Jak již bylo zmíněno, cílem carbonitriding je ocel tvrdší skořápku. Tvrzené pouzdro však není další vrstvou na horní straně oceli. Proces karbonitridace mění horní vrstvu komponenty tak, aby byly zachovány původní rozměry. Toto kalení případu je obvykle mezi tloušťkou 0,07-0,75 mm. Silnější pouzdro znamená větší ochranu proti opotřebení, ale cokoli nad 0,75 mm obvykle nestojí za čas a úsilí, které je třeba dosáhnout. Tvrdost skořepiny se navíc může zvýšit až na 65-66 HRC na stupnici Rockwell, což ji řadí do kategorie“ velmi tvrdá ocel“.

mikrostruktura matrice martenzitů, která je výsledkem karbonitridace, je jednou z hlavních výhod použití tohoto procesu. Tato mikrostruktura dává vnější vrstvě oceli zvýšenou trvanlivost, odolnost proti opotřebení a tažnost. Díky této zvýšené trvanlivosti a odolnosti proti opotřebení mají karbonitridové díly prodlouženou životnost ve špatně mazaných a kontaminovaných prostředích, což by za normálních okolností bylo příliš extrémní pro jejich neošetřené protějšky. Takto ošetřené části mají navíc zbytková tlaková napětí-25ksi (- 172MPa).

Mezi další výhody karbonitridingu patří skutečnost, že je ideální pro hromadnou výrobu malých komponent. Čím menší je součást, tím snazší je dosáhnout vyšší hloubky případu. K dispozici je také odolnost proti změkčení během popouštění, a zvýšení rázové pevnosti, která může být cenné vlastnosti v určitých situacích. A jak karbonitridace, tak nauhličování lze provést společně, aby se kombinovaly jejich vlastnosti.

Carbonitrided Součástí Aplikace

Pokud jde o typy oceli, které mohou být carbonitrided, tam je široká škála, která zahrnuje prostý uhlíku, mírné (snížená hliník), nízkolegované (do 0,25% uhlíku, maximální), volné řezání, a slinuté oceli. Použitá ocel bude záviset na tom, k čemu bude komponenta nakonec použita. Některé z nejběžnějších dílů, které se spoléhají na carbonitriding jsou zuby převodovky, vačky a hřídele, ložiska, spojovací materiál a čepy, hydraulické pístové tyče, automobilové spojky, desky, nářadí, a zemře.

Podíváme-li se jen na několik z těchto možných aplikací pro karbonitridovanou ocel, můžeme přesně vidět, jak výhody tohoto procesu fungují v reálném světě. Například hydraulické pístní tyče mohou těžit ze zvýšené životnosti karbonitridace poskytuje ve špatně mazaných a kontaminovaných prostředích. Špatné mazání v hydraulickém válci může způsobit odřezání kovových vloček a kontaminaci systému. Tato kontaminace pak vede ke zvýšení opotřebení a nakonec zničí válec zevnitř. Některé hydraulické válce jsou po celý život utěsněny, což znamená, že jejich mazivo nelze vyměnit, když se kontaminuje. Situace, jako je tato, jsou důvodem, proč je karbonitriding tak důležitý, aby se zabránilo opotřebení.

závěr

Karbonitridace je proces tepelného zpracování, při kterém uhlík a dusík (prostřednictvím amoniakového plynu) pronikají povrchovou vrstvou ocelových součástí. Proces zahrnuje teploty kolem 850°C následované kalením v roztocích ropy nebo plynu. Úspěšné dokončení tohoto procesu poskytne ocelovým komponentům řadu příznivých vlastností, zejména zvýšenou odolnost proti opotřebení. A existuje mnoho různých aplikací pro carbonitrided díly v high-opotřebení situacích, jako je ozubení, ložisek a nářadí.

L&L Speciální Pece

L&L Speciální Pece vyrábí průmyslové pece pro tepelné zpracování pro širokou škálu aplikací, včetně carbonitriding. Kontaktujte nás ještě dnes pro více informací o našich specifikacích pece a pomozte vybrat, která pec je vhodná pro vaši konkrétní potřebu.