Kiedy wskazane jest azotowanie gazowe stali?

Niektóre odmiany stali da się dodatkowo ulepszać, zwłaszcza pod kątem wytrzymałości, jeśli ich aplikacja ma odbyć się w wymagającym środowisku. Obróbką, która gwarantuje taki efekt, jest azotowanie gazowe. W tym celu wykorzystuje się piece wgłębne oraz specjalne mieszaniny z amoniakiem. O tym, jaki wpływ ma ten proces na wsad, dowiesz się właśnie z poniższego artykułu.

Przebieg i efekty azotowania

Tego rodzaju proces polega na nasyceniu stali azotem. Odbywa się to poprzez umieszczenie materiału w piecu wgłębnym w atmosferze mieszanin amoniaku z wodorem i ewentualnie azotem. Detal zostaje nagrzany do temperatury mieszczącej się w przedziale 500-580 stopni Celsjusza. W takich warunkach dochodzi kolejno do dysocjacji amoniaku, czyli wydzielenia się aktywnych atomów azotu, a następnie absorpcji – wchłanianiu ich w stal. Całość zajmuje kilka bądź kilkadziesiąt godzin. Rezultat azotowania gazowego to powstanie na powierzchni wsadu 0,6-milimetrowej warstwy azotków i azotków żelaza, cechującej się dużą twardością oraz wysoką odpornością na ścieranie czy też korozję. Tego rodzaju ulepszanie surowca wykonuje się dopiero po jego wcześniejszej obróbce cieplnej.

Obecnie nowoczesne piece, z jakich korzysta między innymi firma Hart-Tech z Łodzi, pozwalają na pełną kontrolę procesu. Oznacza to, że warstwa dyfuzyjna może być precyzyjnie dobrana do późniejszych warunków eksploatacji konkretnego elementu stalowego. Jest to możliwe dzięki komputerowemu sterowaniu i opcji automatycznego doboru takich parametrów jak skład mieszaniny, dynamika przepływu atmosfery, a także jej jednorodna cyrkulacja.

Zastosowanie procesu azotowania stali

Na początku należy zaznaczyć, że takiej obróbce poddaje się przede wszystkim odmiany stali, które w swoim składzie zawierają pierwiastki azotkotwórcze – wanad, molibden, chrom, tytan, aluminium. Tylko wtedy powstanie opisanej wcześniej warstwy daje najlepsze rezultaty. Ze względu na jej właściwości jest ona pożądana na komponentach, które są poddawane podczas eksploatacji dużym obciążeniom. Należy tu wskazać przede wszystkim elementy silników czy pomp stosowanych w okrętach, pojazdach mechanicznych, statkach powietrznych. Azotowanie gazowe sprawdza się w przypadku wałów korbowych, kół zębatych, śrub, sprężyn. Ponadto w ten sposób ulepsza się narzędzia wykorzystywane do obróbki na zimno i na ciepło, ale też części wytłaczarek oraz wtryskarek. Proces azotowania wyróżnia się tym, że da się z łatwością dopasować głębokość powstającej w nim warstwy dyfuzyjnej, co przekłada się na szerokie i częste zastosowanie tej metody.