213
5.5. Projektowanie operacji obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej w procesie technologicznym
wiele istotnych zalet. Do najważniejszych należą: uzyskanie wysokiej twardości powierzchni bez dokonania operacji hartowania, a także niska temperatura azotowania, która sprawia, że przedmiot nie ulega odkształceniu i dlatego w zasadzie nie przewiduje się po azotowaniu mechanicznej obróbki wykańczającej. Tylko w nielicznych przypadkach, gdy chodzi o uzyskanie powierzchni bardzo czystej i dokładnej, prowadzi się po azotowaniu obróbkę bardzo dokładną - docieranie. Chodzi o to, aby zdejmować tylko bardzo małą warstwę. Dodatkową zaletą powierzchni azotowanych jest ich odporność na korozję. Azotowanie gazowe jest znacznie rzadziej stosowane niż nawęglanie i hartowanie, mimo że jest to proces wykazujący istotne zalety w porównaniu do nawęglania. Zilustrowano to w tabl. 5.1.
TABLICA 5.1. Porównanie procesów nawęglania i azotowania
Lp. |
Kryteria |
Nawęglanie |
Azotowanie |
1. |
Zakres stosowanych stali |
Zakres ograniczony |
Szeroki zakres, włączając w to stale austenityczne |
2. |
Temperatura obróbki |
850 h- 950°C |
460 -f- 600°C |
3. |
Obróbka cieplna po procesie dyfuzyjnym |
Niezbędne hartowanie i odpuszczanie |
Nie wymagana żadna dodatkowa obróbka cieplna |
4. |
Odkształcenia |
Mogą być znaczne |
Wobec niskiej temperatury brak odkształceń lub są one bardzo małe |
5. |
Oczyszczanie powierzchni |
W większości przypadków wymagane jest mycie w celu usunięcia pozostałości oleju hartowniczego |
Nie wymagane jest mycie po procesie |
6. |
Twardość powierzchni |
60 -r 65 HRC |
Zależnie od gatunku stali może osiągać powyżej 70 HRC |
7. |
Grubość warstwy |
0,4 -f- 1,5 mm |
0,3 h- 0,5 mm |
Ramowy proces technologiczny z obróbką cieplno-chemiczną azotowaniem jest podany w rozdz. 12.
Azotonasiarczanie jest procesem stosunkowo nowym. Zastąpiło ono stosowany do niedawna w Polsce proces cyjanonasiarczania kąpielowego, tzw. sulfmus.
Proces azotonasiarczania wykonuje się w piecach w atmosferze amoniaku (NH3) i par siarki (S8). Jest to więc azotonasiarczanie gazowe. Przebiega ono w temperaturze 500-^700°C. Czas trwania procesu w zależności od głębokości warstwy wynosi 0,56,0 h.
Podczas tej obróbki powierzchnie części obrabianych wzbogacają się w azot i siarkę, w wyniku czego otrzymuje się warstwę dyfuzyjną, składającą się z azotków i siarczków żelaza. Warstwy azotonasiarczane odznaczają się małym współczynnikiem tarcia, dużą odpornością na zużycie i odpornością na zatarcie.