Azotonawęglanie gazowe

Azotonawęglanie gazowe jest odmianą procesu utwardzania powierzchniowego. Jest to proces, gdzie atomy azotu, węgla i w bardzo niewielkim stopniu tlenu przenikają do powierzchni stalowych części, tworząc na powierzchni warstewkę związków z warstwą dyfuzyjną. Ten proces jest wykonywany w celu zapewnienia odporności warstwy powierzchniowej detalu na zużycie i poprawy wytrzymałości zmęczeniowej.

• Korzyści
• Stosunkowo niewielki koszt;
• Duża odporność na zużycie;
• Doskonała odporność na zacieranie i zatarcie;
• Poprawa właściwości zmęczeniowych nawet o 120%;
• Znacznie poprawiona odporność na korozję;
• Dobre wykończenie powierzchni;
• Pomijalne odkształcenia;
• Przewidywalne charakterystyki wzrostu
• Zastępowanie stopów — stale węglowe zastępują stale niskostopowe.

Aplikacje i materiały

Do zalet procesu należą możliwość utwardzenia materiałów, które nie zostały wstępnie utwardzone, stosunkowo niska temperatura procesu, co minimalizuje odkształcenia, i stosunkowo niski koszt w porównaniu do nawęglania lub innych procesów utwardzania powierzchniowego.

Typowe branże:

Przemysł wydobywczy (ropa naftowa i gaz), zawory, pompy, sprzęt rolniczy, motoryzacja, tłoczenie, tekstylia, wytłaczanie, formowanie wtryskowe i elementy uzbrojenia.

Typowe części:

• Ropa naftowa i gaz — koła zębate i wałki zębate
• Elementy zaworów — zamknięcia, gniazda, kule, trzony, zawory regulacyjne
• Elementy pomp — obudowy wirników napędzanych, korpusy, nurniki, cylindry
• Sprzęt rolniczy — krajarki kombajnów, separatory, przenośniki zbiorów, elementy tnące
• Motoryzacja — pompy oleju silników wysokoprężnych, koła zębate, wały korbowe i wały krzywkowe
• Tłoczenie — matryce, oprzyrządowanie
• Tekstylia — bębny rowkowane
• Wytłaczanie i formowanie wtryskowe — przenośniki śrubowe do formowania, lufy, elementy matryc
• Uzbrojenie — prowadnice broni automatycznej

Azotonawęglanie gazowe można stosować do tych samych materiałów, co azotowanie, oraz do materiałów niestopowych, gdzie jest potrzebna dobra odporność na zużycie i pewna poprawa trwałości zmęczeniowej przy niskim koszcie.

Dane procesowe

Azotonawęglanie gazowe jest przeprowadzane w temperaturach niższych od krytycznej (przed wystąpieniem przemiany eutektoidalnej)  i obejmuje dyfuzję azotu i węgla do powierzchni stali węglowej w celu zapewnienia nieco twardszej warstwy dyfuzyjnej i miękkiego rdzenia z bardzo cienką warstewką związków na powierzchni.

Strefa związków azotków jest odporna na zużycie i korozję, a pomimo to nie jest krucha, co różni ją od odpowiednika po zastosowaniu procesu azotowania. Ponieważ zapewnia ona główną część właściwości wymaganych od procesu, nie wolno jej usuwać podczas dalszej obróbki skrawaniem. Pod warstewką związków cienka warstwa dyfuzyjna znacznie poprawia wytrzymałość zmęczeniową elementu.