Nitridační technologie jsou založeny na změně struktury povrchu kovového výrobku. Tento soubor operací je nutný k tomu, aby byl cílový objekt vybaven ochrannými vlastnostmi. Nejsou to však pouze fyzikální vlastnosti, které zvyšují nitridaci oceli v domácím prostředí, kde neexistují žádné možnosti pro radikálnější opatření, která by obrobku vybavila zlepšenými vlastnostmi.
Všeobecné informace o technologii nitridace
Potřeba nitridace je dána zachováním vlastností, které umožňují dodat produktům vysoce kvalitní vlastnosti. Hlavní podíl nitridačních technik je prováděn v souladu s požadavky na tepelné zpracování dílů. Rozšířená je zejména technologie broušení, díky které mohou specialisté přesněji upravovat parametry kovu. Kromě toho je povolena ochrana oblastí, které nepodléhají nitridaci. V tomto případě lze použít potahování tenkými vrstvami cínu pomocí galvanické techniky. Nitridace je oproti hlubším metodám strukturálního zlepšování vlastností kovu nasycení povrchové vrstvy oceli, které v menší míře ovlivňuje strukturu.polotovary. To znamená, že hlavní kvality kovových prvků související s vnitřními charakteristikami nejsou při nitridovaných vylepšeních brány v úvahu.
Různé metody nitridace
Nitridační přístupy se mohou lišit. Obvykle se rozlišují dvě hlavní metody v závislosti na podmínkách nitridace kovů. Mohou to být metody pro zlepšení odolnosti povrchu proti opotřebení a tvrdosti, stejně jako zlepšení odolnosti proti korozi. První varianta se liší tím, že se struktura mění na pozadí teploty cca 500 °C. Snížení nitridace se obvykle dosahuje při iontové úpravě, kdy je buzení doutnavým výbojem realizováno pomocí anod a katod. U druhé možnosti se legovaná ocel nitriduje. Tento typ technologie umožňuje tepelné zpracování při 600-700 °C s dobou trvání procesu až 10 hodin. V takových případech lze zpracování kombinovat s mechanickým působením a tepelnou úpravou materiálů v souladu s přesnými požadavky na výsledek.
Dopad plazmovými ionty
Jedná se o metodu sycení kovů ve vakuu obsahujícím dusík, při kterém dochází k excitaci elektrických doutnavých nábojů. Stěny ohřívací komory mohou sloužit jako anody, zatímco přímo zpracované obrobky působí jako katoda. Pro zjednodušení kontroly vrstvené struktury je povolena korekce technologického postupu. Například charakteristiky proudové hustoty, stupeň vakua, průtok dusíku, úrovně přidávání sítěprocesní plyn apod. V některých modifikacích plazmová nitridace oceli počítá i se spojením argonu, metanu a vodíku. Částečně to umožňuje optimalizovat vnější charakteristiky oceli, ale technické změny se stále liší od plnohodnotného legování. Hlavním rozdílem je, že hluboké strukturální změny a korekce se neprovádějí pouze na vnějších nátěrech a pláštích produktu. Iontové zpracování může ovlivnit celkovou deformaci struktury.
Nitridace plynu
Tento způsob sycení kovových výrobků se provádí při teplotě kolem 400 °C. Ale najdou se i výjimky. Například žáruvzdorné a austenitické oceli poskytují vyšší úroveň ohřevu - až 1200 ° C. Disociovaný amoniak působí jako hlavní saturační médium. Parametry strukturální deformace lze řídit postupem plynové nitridace, který zahrnuje různé formáty zpracování. Nejoblíbenější režimy jsou dvou-, třístupňové formáty a také kombinace disociovaného čpavku. Méně běžně se používají režimy, které zahrnují použití vzduchu a vodíku. Mezi kontrolní parametry, které určují nitridaci oceli podle kvalitativních charakteristik, lze vyčlenit úroveň spotřeby amoniaku, teplotu, stupeň disociace, spotřebu pomocných procesních plynů atd.
Léčba roztoky elektrolytů
Obvykle používaná aplikační technologieohřev anody. Ve skutečnosti se jedná o druh elektrochemicko-tepelného vysokorychlostního zpracování ocelových materiálů. Tato metoda je založena na principu využití pulzního elektrického náboje, který prochází po povrchu obrobku umístěného v elektrolytickém médiu. Díky kombinovanému účinku elektrických nábojů na povrchu kovu a chemického prostředí je také dosaženo leštícího efektu. Při takovém zpracování lze cílovou část považovat za anodu s přívodem kladného potenciálu z elektrického proudu. Zároveň by objem katody neměl být menší než objem anody. Zde je nutné poznamenat některé charakteristiky, podle kterých konverguje iontová nitridace ocelí s elektrolyty. Zejména odborníci zaznamenávají různé způsoby vytváření elektrických procesů s anodami, které mimo jiné závisí na připojených směsích elektrolytů. To umožňuje přesněji regulovat technické a provozní vlastnosti kovových polotovarů.
Katolická nitridace
Pracovní prostor je v tomto případě tvořen disociovaným čpavkem s podporou teplotního režimu cca 200-400 °C. V závislosti na počátečních kvalitách kovového obrobku se zvolí optimální režim nasycení, dostatečný pro korekci obrobku. To platí i pro změny parciálního tlaku amoniaku a vodíku. Požadované úrovně disociace čpavku se dosahuje řízením tlaku a objemů přiváděného plynu. Přitom na rozdíl od klasických metod plynsaturace, katolická nitridace oceli poskytuje šetrnější režimy zpracování. Obvykle je tato technologie implementována ve vzdušném prostředí obsahujícím dusík se žhnoucím elektrickým nábojem. Anodovou funkci plní stěny ohřívací komory a katodovou funkci výrobek.
Proces deformace konstrukce
Prakticky všechny způsoby sycení povrchů kovových přířezů jsou založeny na spojení teplotních vlivů. Další věcí je, že pro korekci charakteristik lze dodatečně použít elektrické a plynové metody, které mění nejen vnější, ale i vnější strukturu materiálu. Technici usilují především o zlepšení pevnostních vlastností cílového objektu a ochranu před vnějšími vlivy. Například odolnost proti korozi je jedním z hlavních cílů nasycení, při kterém se provádí nitridace oceli. Struktura kovu po úpravě elektrolyty a plynnými médii je vybavena izolací, která odolá přirozenému mechanickému poškození. Konkrétní parametry pro změnu struktury jsou určeny podmínkami pro budoucí použití obrobku.
Nitridace na pozadí alternativních technologií
Spolu s technikou nitridace lze vnější strukturu kovových polotovarů měnit technologiemi kyanidace a nauhličování. Pokud jde o první technologii, připomíná spíše klasické legování. Rozdílem tohoto procesu je přidání uhlíku do aktivních směsí. Má výrazné vlastnosti a cementaci. Ona takyumožňuje použití uhlíku, ale při zvýšených teplotách - asi 950 ° C. Hlavním účelem takového sycení je dosažení vysoké provozní tvrdosti. Přitom nauhličování i nitridace oceli jsou podobné v tom, že vnitřní struktura si může zachovat určitý stupeň houževnatosti. V praxi se takové zpracování používá v odvětvích, kde obrobky musí odolávat zvýšenému tření, mechanické únavě, odolnosti proti opotřebení a dalším vlastnostem, které zajišťují trvanlivost materiálu.
Výhody nitridace
Mezi hlavní výhody této technologie patří různé režimy saturace obrobku a všestrannost použití. Povrchová úprava o hloubce cca 0,2-0,8 mm rovněž umožňuje zachovat základní strukturu kovové části. Hodně však záleží na organizaci procesu, ve kterém se nitridace oceli a jiných slitin provádí. Takže ve srovnání s legováním je použití úpravy dusíkem levnější a lze jej provádět i doma.
Nevýhody nitridace
Metoda je zaměřena na vnější zušlechťování kovových povrchů, což způsobuje omezení z hlediska ochranných indikátorů. Na rozdíl například od úpravy uhlíkem nemůže nitridace korigovat vnitřní strukturu obrobku, aby se uvolnilo napětí. Další nevýhodou je riziko negativního dopadu i na vnější ochranné vlastnosti takového výrobku. Na jedné straně může proces nitridace oceli zlepšit odolnost proti korozi aochrana proti vlhkosti, ale na druhou stranu také minimalizuje hustotu konstrukce a tím ovlivní pevnostní vlastnosti.
Závěr
Technologie zpracování kovů zahrnují širokou škálu metod mechanického a chemického působení. Některé z nich jsou typické a jsou vypočteny pro standardizované vybavení polotovarů specifickými technickými a fyzikálními metodami. Jiní se zaměřují na specializované zdokonalování. Do druhé skupiny patří nitridace oceli, která umožňuje téměř bodové zjemnění vnějšího povrchu součásti. Tento způsob úpravy umožňuje současně vytvořit bariéru proti vnějším negativním vlivům, ale zároveň neměnit základ materiálu. V praxi se takovým operacím podrobují díly a konstrukce, které se používají ve stavebnictví, strojírenství a výrobě nástrojů. To platí zejména pro materiály, které jsou zpočátku vystaveny vysokému zatížení. Existují však také indikátory pevnosti, kterých nelze dosáhnout pomocí nitridace. V takových případech se používá legování s hlubokým plnoformátovým zpracováním struktury materiálu. Má však také své nevýhody v podobě škodlivých technických nečistot.
