Plazmanitridálás

Plazmanitridálás

 

Egyes alkatrészek, mint pl. a tengelyek, fogaskerekek, lánckerekek, dugattyúk, fúvókák, csúszkák, vezetékek, görgők, stb. nagy felületi koptató igénybevételnek vannak kitéve. Gyakran nem lehetséges az alkatrészek edzése a ridegedés miatt, hanem nemesíteni kell őket a szívós mag elérése érdekében. Ezt pedig egy felületi keményítő eljárás követ, amely lehet a nitridálás. Ez által igen kemény, kopásálló és kiváló siklási tulajdonságú réteg keletkezik, mely korrózióállósággal is rendelkezik.

A hagyományos, sófürdőben vagy gázban végzett nitridálással szemben a plazmanitridálás során a folyamat sokoldalú és pontos vezérelhető. Emiatt (különösen a pulzált plazma paramétereinek megfelelő kiválasztásával), a létrejövő nitridált réteg felépítése, átmenetei mélysége és homogenitása egymástól függetlenül is jelentősen befolyásolhatók.

A plazmanitridálás a termokémiai hőkezelési eljárások körébe tartozik, melyet 350-600°C hőmérséklet tartományban végeznek. Az anódként szolgáló kemencefal előtt pozitív töltésű ionok ütköznek - nagy becsapódási sebességgel - a katódként kapcsolt munkadaraboknak. Ez az ionzápor először egy nagyon intenzív felülettisztítást eredményez, majd felhevíti és nitridálja a munkadarab felületét. A plazmanitridálás végezhető egyenáramú és pulzált plazmában egyaránt. A plazmanitridálás vákuumkemencében (200-500 Pa nyomáson), ionizált gáz atmoszférában (ammónia, nitrogén, metán vagy hidrogén) történik, de kopásállóbb felületi rétegek kialakításához gázkeveréket is használnak.

A hőkezelés minőségét a gáz összetétele, a nyomás, a hőmérséklet és a művelet idő-tartama határozza meg. Azoknál az eljárásoknál, ahol rétegeket képeznek vagy hordanak fel, az alapanyag minősége éppen úgy döntő, mint maga a hőkezelés.

Plazmában valamennyi ötvözetlen vagy ötvözött acél, öntvény és szinterelt anyag nitridálható a többi eljárással ellentétben.

A nitridált kéreg felső része (anyagtól függően max. 30 µm vastag) kemény és vegyileg stabil réteg, alatta pedig a diffúziós zóna helyezkedik el, amely max. 1 mm vastag lehet.

Az eljárással javíthatók az anyagok kopási és csúszási tulajdonságai, illetve korrózióálló réteg hozható létre. A vetemedés igen csekély. Általában csak kész alkatrészeken végeznek plazmanitridálást, mert a hőkezelést követően nincs szükség semmilyen utómegmunkálásra. A nitridált munkadarabok méretei a kéregvastagság ~1%-val növekednek, amely jelentéktelen változás.

 

Plazmanitridálás

 

A plazmanitridálás előnyei:

 

-nagy kopásállóság

-csekély vetemedés (extrém geometriák)

-a rétegek az igénybevételnek megfelelően alakíthatók ki

-korrózióálló rétegek hozhatók létre

-részleges hőkezelés

-a réteg hőálló és nem lágyul ki ~550°C-ig

-környezetbarát

-nincs szükség kenőanyagokra

-korrózióálló anyagok is nitridálhatók
 
Néhány acél plazmanitridálással elérhető keménysége
Acél csoport
Megnevezés
WNR
szám
Keménység
HV1
Rétegvast
mx.mm
Betonacél
St 60
St 37
1.0062
1.0116
350-450
300-400
1,0
1,0
Automataacél
9 S 20
9 SMnPb 28
ETG 80
ETG 100
16 MnCrS5
1.0711
1.0718
1.0727
1.0727
1.7139
280-350
280-350
450-550
500-600
650-750
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Betétben
edzhető
acélok
Ck 15
15 CrNi 6
21 NiCrMo 2
17 CrNiMo 6
16 MnCr 5
20 MnCr 5
1.1141
1.5919
1.6523
1.6587
1.7131
1.7147
400-500
650-750
500-600
650-750
650-750
650-750
1,0
1,0
1,0
0,8
1,0
1,0
Nemesíthető
ötvözetlen
acél
CK 30
CK 45
CK 60
1.1178
1.1191
1.1221
0400-500
450-550
500-600
1,0
1,0
1,0
Nemesíthető
ötvözött
acél
25 CrMo 4
42 CrMo 4
30 CrMoV 9
50 CrV 4
1.7218
1.7225
1.7707
1.8159
550-650
600-700
700-800
600-700
1,0
1,0
0,8
0,8
Nitridálható
acélok
43 CrAl 6
34 CrAlMo 5
31 CrMoV 9
34 CrAlNi 7
1.8504
1.8507
1.8519
1.8550
1000-1200
1000-1200
900-1000
1000-1200
0,8
0,8
0,8
0,8
Csapágy acél
100 Cr 6
X 102 CrMo 17
1.3505
1.3543
550-650
1000-1200
1,0
0,2
Rugóacél
Ck 75
60 SiMn 5
58 CrV 4
1.1248
1.5142
1.8161
500-600
500-600
600-700
1,0
1,0
0,8
Ötvözött
szerszámacél
C 105 W 1
C 80 W 2
1.1545
1.1625
550-600
550-650
1,0
1,0
Gyorsacél
S 12-1-4
S 6-5-2
S 18-0-1
1.3302
1.3343
1.3355
1000-1200
1000-1200
1000-1200
0,2
0,2
0,2
Hideg-
megmunkáló-
acélok
X 165 CrV 12
29 CrMoV 9
40 CrMnMo 7
40CrMnMoS 8-7
X100 CrMoV5-1
X155CrVMo12-1
X 45 NiCrMo 4
90 MnCr 8
1.2201
1.2307
1.2311
1.2312
1.2362
1.1379
1.2767
1.2842
1000-1200
850-950
600-700
600-700
800-900
1000-1200
600-700
550-650
0,2
0,4
0,8
0,8
0,4
0,2
0,8
0,8
Meleg-
megmunkáló-
acélok
42 Cr 13
40 CrMoV 5-1
60 WcrMoV 9-4
55 NiCrMoV 6
15CrCoMoV10-10-5
1.2082
1.2344
1.2622
1.2713
1.2886
1000-1200
850-950
800-900
500-600
1000-1200
0,3
0,4
0,5
0,8
0,3
Rozsdamentes
és saválló
acélok
X 30Cr 13
X 14 CrMoS 17
X 90 CrMoV 18
X 38 CrMoV 15
X 5 CrNi 8 10
X 10 CrNiS 18 9
X5CrNiMo17 12
X90 CrCoMoV 17
1.4028
1.4104
1.4112
1.4117
1.4301
1.4305
1.4401
1.4535
1000-1200
1000-1200
1000-1200
1000-1200
1000-1200
1000-1200
1000-1200
1000-1200
0,3
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
Szürkeöntvény
GG 25 CrMo
GG 25
GG 30
 
600-700
300-400
350-450
0,3
0,3
0,3
Gömbgrafitos
acélöntvény
GGG 40
GGG 60
GGG 70
 
400-500
500-600
600-700
0,4
0,4
0,4
All rights reserved - 2013 - www.innopress.hu - www.archamax.hu