Pravděpodobně jste nikdy neslyšeli o nitridaci, ale je pravděpodobné, že jste z ní měli prospěch. Ozubené kolo ve vaší převodovce, píst v motoru nebo přesný šroub v drahém vybavení? Díky tomuto konkrétnímu chemickému procesu jsou pravděpodobně tvrdší, odolnější proti opotřebení a odolnější.
Nitridace je metoda povrchového kalení. Nemění celou ocelovou část. Místo toho tlačí dusík do vnějších vrstev. To vytváří tenkou, neuvěřitelně pevnou skořápku, takže kovové jádro zůstává relativně měkké a houževnaté. Tato kombinace je vzácná. Obvykle, pokud uděláte kov tvrdým, stane se křehkým. Pokud ji budete držet lepivou, snadno se přitlačí. Nitridace tento kompromis obchází.
Chemie tvrdosti
Proces je založen na jednoduché chemické reakci. Když se dusík setká se železem a dalšími legujícími prvky v oceli, vytvoří se nitridy kovů. Tyto sloučeniny jsou mimořádně tvrdé. Odolávají poškrábání a deformaci mnohem lépe než běžná ocel.
To není nová myšlenka. Princip existuje již desítky let, ale způsoby dodávání dusíku se vyvinuly. Cíl je vždy stejný: dodat dostatek dusíku do krystalové mřížky kovu k vytvoření ochranné vrstvy.
Plynová nitridace: klasická metoda
Po dlouhou dobu byla standardní metodou pro nitridaci oceli metoda plynová. Zejména pomocí plynného čpavku.
Zde je návod, jak to funguje. Vezmete ocelový předmět a umístíte ho do pece. Zahřeješ to. Teplotní rozsah je přesně definován. Měla by zůstat mezi 500 a 550 °C (950 a 1050 °F). Pokud se teplota příliš zvýší, struktura oceli se nežádoucím způsobem změní. Pokud je příliš nízká, reakce se zastaví.
Potom zavedete amoniak. Amoniak se rozkládá a uvolňuje atomy dusíku. Tyto atomy difundují do povrchu oceli.
Čas je důležitý. Tento proces nelze uspěchat. Může to trvat 5 až 100 hodin. Doba závisí zcela na tom, jak hluboko potřebujete, aby dusík pronikl do kovu. Tenká vrstva může trvat jen několik hodin. Silný, nosný díl může v komoře potřebovat několik dní.
Nitridace neznamená výměnu celého dílu. Jedná se o vytvoření specializovaného povrchu.
Iontová nitridace: alternativa ve vakuu
Práce na nitridaci plynu. Má to ale své nevýhody. Amoniak je žíravý. Vyžaduje pečlivé zacházení. Údržba pecí je nákladná. A proces může být pomalý.
Na scénu vstupuje iontová nitridace. Také známá jako plazmová nitridace.
Tato metoda využívá vakuovou komoru. Uvnitř je umístěn ocelový kus a dostává elektrický náboj. Ionty dusíku bombardují kovový povrch. Představte si vysokotlaký pískovač, ale místo písku používá nabité atomy dusíku.
Elektrický náboj urychluje ionty. Pronikají do povrchu oceli větší silou než při pasivní difúzi. To může urychlit proces. To také umožňuje lepší kontrolu hloubky vyztužené vrstvy. Můžete přesněji zacílit na konkrétní oblasti.
Někteří výrobci používají oba způsoby. Mohou začít nitridací plynem pro dosažení hloubky a poté proces dokončit plazmovou nitridací pro přesnost. Jiní se drží jedné metody. Záleží na tom, jaké zatížení musí konečný produkt vydržet.
Proč je to důležité?
Zvažte klikový hřídel
