Gép, 1957 (9. évfolyam, 1-8. szám)

Gépipari gyártmányaink minőségének megjavítása, önköltségének csökkentése nitridált alkatrészek alkalmazásával I. DAUDA JÓZSEF­ ­. A nitridálás lényege és jelentősége a gépiparban A nitridálás acélok és öntöttvas felületi kemény­ségének fokozására alkalmas hőkezelési eljárás, melyet nitrogént leadó vegyületekben (ammónia, nátriumcianid) a megeresztési hőmérséklethatár alatti hőfokon kell végezni. A nitridálás azon a felismerésen alapul, hogy a nitrogén bizonyos formában alkalmas arra, hogy a vassal és egyes ötvöző elemeivel meghatározott hőmérsékleten nitrideknek nevezett nagy kemény­ségű vegyületeket képezzen. A nitridálás általában gázközegben vagy só­fürdőben történik. Gáznitridálás esetében a megfelelőképpen elő­készített szerkezeti acélokat — alkatrészeket — légmentesen záró vasedénybe helyezve a nitri­­dálási hőzónában — ami kb. 480—540 C° közé esik — több napon át ammónia hatásának teszik ki. Ez alatt a művelet alatt az acél felülete nit­rogént vesz fel és megkeményedik anélkül, hogy további hőkezelésre, hirtelen lehűtésre — edzésre —­­ szükség lenne. A sófürdőben történő nitridálással a nagy keménységű edzett szerszámok felületi tulajdon­ságait javítják. A nitridáláshoz ammónia helyett nátrium és kálium cianid keveréket használnak, amely 530—570 C°-on nitrogénre és szénmonoxidra bomlik. A nit­rogén egy része aránylag rövid ideig tartó (1/2 max. 2 óra) hőntartás alatt diffundál az acélba és annak felületén 0,02—0,05 mm kemény hőálló réteget képez, mely a szerszám élének súrlódási tulajdonságait lényegesen megjavítja, ezáltal a szer­szám élettartamát a többszörösére növeli. Szerkezeti acélok sósfürdőben történő gazda­ságos nitridálása még távolról sem tekinthető megoldott kérdésnek, ezért kutatóinknak még sok lehetőség kínálkozik a probléma megoldásához. E tanulmány további fejezeteiben csak a szer­kezeti acélok gázközegben történő nitridálásával foglalkozunk és ezalatt mindig ammóniában tör­ténő olyan hőkezelést értünk, amelynél a kemény kéreg a technológiai folyamat alatt, hirtelen lehűtés — edzés — nélkül jön létre. A gázközegben történő iitridálási folyamat három szakaszból áll. 1. Az ammónia megfelelő hőfokon a katali­zátorként ható acél felületén disszociálódik. 2. A keletkezett atomos nitrogén az acél felü­letén abszorbeálódik, és a vassal, valamint ötvöző elemeivel nagy keménységű, stabil nitrid-vegyü­­leteket képez. 3. A nitrogén az acél nitrogéndús felszíni réte­gén át az a vas kristályrácsain keresztül diffundál az acél belsejébe, ahol a hőfok és idő függvényében megfelelő mélységű kemény réteget képez. Ma már elfogadott és igazolt megállapítás, hogy a nitridált acél nagy keménységét a rétegben végbemenő önedződés okozza, amely a nitrogén diffúziójával egyidőben zajlik le. Kontorovics szerint a nitridált kéreg nagy keménységét a nitridek természetes keménységén kívül az a kristályrács eltorzulása még fokozza, melyet a rácsba ékelődött nitrogén atomok idéznek elő. Az egyéb felületedzési eljárásokkal szemben a nitridálás rendkívüli előnyét és a gépgyártás minden ágában való széleskörű alkalmazásának szükséges­ségét a következők indokolják : 1. A nitridált kéreg sokkal keményebb és ezért a kopással szemben lényegesen ellenállóbb, mint a betétedzésű vagy egyéb felületedzési eljárással előállított kéreg. (Indukciós edzés, lángedzés.) 2. A nitridált kéreg magasabb hőmérsékleten, még 500 C°-on is megtartja eredeti keménységét. Olyan hőmérsékleten működő gépelemeknél tehát, ahol a cementált edzett acélfajták már kilágyulnak, a nitridált acél keménysége változatlan marad, s ezáltal még száraz futás vagy a kenés időleges kimaradása esetén is nagy biztonságot nyújt a berágódással szemben. Mondhatjuk, hogy a nitridált acél alkalmazása a melegen futó alkatrészeknél ma már egyenesen előírásnak tekintendő. A köszörűkő nyomásából származó lokális fel­­melegedéssel szemben nem olyan érzékeny, mint a cementált réteg. Nitridált rétegen köszörülési repe­dés alig fordul elő. 3. Vízkorróziónak, rozsdásodásnak igen jól el­lenáll, ezért előnyösen alkalmazható vízszivattyúk­nál vagy olyan gépelemeknél, amelyek mozgásuk mellett egyúttal korrózió vagy rozsdásodás veszé­lyének is ki vannak téve. Olyan gépelemeknél, ahol az üzemeltetés természete nem teszi lehetővé a gondos olajozást vagy a kenőanyag tisztántartá­sát, mint pl. a mezőgazdasági gépeknél, traktorok­nál, melyek általában poros atmoszférában dolgoz­nak, a nitridált alkatrészek jól beváltak, mert a berágódással szemben nagyobb biztonságot nyúj­tanak, mint a nemesített acélok vagy más el­járással kérgesített acélok. 4. A különleges bonyolult alakú, rendszerint csak öntéssel előállítható alkatrészeknél belátna­

Next