Archív kategorie ‘VÝROBNÍ PROCESY’

Zaškrabávání je dodatečné, většinou ruční opracování ploch, které musí vyhovovat nej­přísnějším požadavkům. Zaškrabávání je také jednou z nejnamáhavějších ručních prací.

Přesnost dosahovaná zaškrabáváním náleží k nejpřesnějším způsobům opracování a předčí ji jen přesné strojní broušení, honování a lapování. Zaškrabáváním se dosahuje přesnosti do 0,003 mm v rovinnosti, přibližně v 1. třídě jakosti.

Číst dále….. »

Nitridování je postup chemicko-tepelného zpracování, při němž se povrch ocelových předmětů obohacuje dusíkem. Při sycení povrchu dusíkem vznikají v tenké vrstvě tvrdé nitridy, které způsobují velkou tvrdost vrstvy bez dalšího zpracování. Protože nitridy jsou poměrně stálou sloučeninou, je povrchová tvrdost, získaná nitridováním, stálá téměř až do teploty 600 °C.

Nejvhodnější oceli pro nitridování jsou slitinové oceli obsahující chróm, molybden, hliník a vanad. Zvláště přítomnost hliníku podporuje nitridování, protože hliník tvoří s dusíkem velmi tvrdý nitrid. Součásti se před nitridováním zušlechťují. Velmi vhodné je před nitridací obrobené součásti vyžíhat k odstranění vnitřního pnutí. 

NITRIDOVÁNÍ V PLYNNÉM PROSTŘEDÍ

Nejčastěji se využívá k nitridování zvonových pecí, ve kterých se nitriduje atomárním dusíkem získaným z rozloženého čpavku při teplotě 510 až 580 °C. Součásti musí být opracované a povrch nesmí být oduhličen.

Plochy, které nemají být nitridovány se cínují nebo niklují.

Plochy, které mají být nitridoványmusí být zbavené oleje a musejí být kovově čisté.

Při nitridování se kontroluje teplota, doba a stupeň disociace čpavku. Stupeň disociace je množství zplodin rozkladu, tj. dusíku a vodíku v % celkového objemu atmosféry. Do pece se přivádí čpavek v množství potřebném k  dosažení 15 až 30 % disociace. Čím více čpavku se přivádí, tím menší je stupeň disociace a atmosféra je aktivnější. Po uplynutí potřebné doby k nitridování se za stálého přívodu čpavku  po dobu asi 5 až 6 hodin pec pozvolna ochlazujeaž do teploty asi 200 °C. Teprve pak se zastaví přívod čpavku. Nejúčelnější je nitridování po dobu 48 hod. Za tuto dobu se  vytvoří vrstva asi 0,45 mm. Za 72 hod. vznikne vrstva 0,61 mm.

Při tomto typu nitridování se velice mírně zvětšují rozměry. Tvrdost nitridované vrstvy je 1000 až 1200 HV. Tato vrstva se nedá popustit ani vyžíhat. Do nitridační  teploty se tvrdost nemění a proto se používá nitridování na součásti pracující za vyšších teplot.

Takto nitridované součásti mají stříbřitě šedý povrch.

NITRIDOVÁNÍ V SOLNÉ LÁZNI

 hlavní složkou nitridačních solí jsou kyanidy a kyantany. Tyto soli odštěpují dusík ve stavu zrodu. Solné lázně se nejčastěji používají k nitridování nástrojových ocelí. Nástroje se vkládají do roztavené směsi solí teplé 520 až 570 °C, ponechají se v ní 1 až 2 hod., přičemž se na povrchu utvoří nitridační vrstva, tlustá 0,03 až 0,05 mm o tvrdosti až 1100 HV, podle druhu oceli.

Po ukončení vlastního nitridačního procesu se součásti ochladí na vzduchu, nebo u součástí, kde se požaduje zvýšení únavových vlastností se ochlazuje namočením v teplé vodě, aby se dusík udržel v tuhém roztoku. 

Před nitridováním musí být nástroj zakalen a popuštěn. Nitridováním se zlepší trvanlivost nástroje, takže povrch lépe odolává otěru zejména u řezných nástrojů při oddělování třísky a tažných nástrojů při tření o tažený kov.

Nástroje po ostření je možné znovu nitridovat. Více o nitridování nástrojů.  

  Chemicko-tepelné zpracování povrchu nástrojů má pro pro­dloužení jejich životnosti velký význam. Využívá se ke zvýšení po­vrchové tvrdosti nástrojů, aby lépe vzdorovaly otěru a opotřebení, někdy i proti účinkům, zvýšené teploty. Chemicko-tepelné zpracování nástrojů může probíhat buď v prostředí tuhém, kapalném, nebo plyn­ném. Základem pochodu je změna chemického složení povrchových vrstev nástrojů a tím i jejich vlastností. Chemické složení povrchu ná­strojů se mění při styku s aktivním prostředím schopným předávat do povrchových vrstev nástrojů některé požadované prvky, např. dusík, uhlík, síru, ale i chróm, bór nebo titan apod.

Charakteristickým znakem chemicko tepelného zpracování ná­strojů je ohřev v prostředí schopném předávat atomy požadovaných prvků a obohacovat jimi povrch zpracovávaných nástrojů. Takto vzniklé povrchové vrstvy jsou velmi stejnoměrné a přestože jsou po­měrně tenké, zvyšují podstatně jakost i životnost nástrojů.

Procesy chemicko-tepelné úpravy povrchů nástrojů jsou:

Nitridování povrchu nástrojů

Sulfonitridování

Nitrocementování

Nauhličování

Difúzní chromování

Bórování

Titanování

Úprava povrchu nástrojů vodní párou

Další způsoby úpravy povrchu nástrojů, teflonování a MoS2

Nitridování

je jedním z nejčastěji používaných způsobů chemicko-tepelného zpracování nástrojů. Je to provozně jednoduchý a po­měrně snadný způsob úpravy povrchu nástrojů, při jejichž tepelném zpracování bylo použito vyšších popouštěcích teplot.

Nitridování nástrojů probíhá nejčastěji v solných lázních obsahu­jících kyanid sodný (NaCN), kyanid draselný (KCN) a určité množství kyanatanů NaCNO a KCNO. K tomuto účelu se  používá sůl NS 350. Nitridovat nástroje, zejména nástroje větších rozměrů, lze však i v plynu. K tomuto účelu se používá čpavku.

Před nitridováním musí být povrch nástrojů kovově čistý a dobře odmaštěný. Před nitridováním v solné lázni se nástroje nejprve předehřívají ve vzduchové lázni až na teplotu asi 400 °C, pak se přenesou do vlastní nitridační lázně NS 350 o teplotě 500 až 590 °C. Při pra­covním pochodu probíhají při oxidaci nitridační lázně následující chemické reakce:

2 NaCN + 2 O₂  = Na₂Co₃ + CO + 2 N

2 KCN + 2 O₂  =  K₂CO₃ + CO + 2 N

Atomární dusík ve stavu zrodu vniká do povrchu nástrojů, kde se slučuje jak se železem, tak i s některými legujícími prvky, zejména s chrómem, molybdenem, hliníkem, vanadem, wolframem apod. na velmi tvrdé nitridy. Jejich vznik můžeme vyjádřit např. těmito chemickými reakcemi:

4 W + N  =  2 W₂N

2 Cr + 2 N  =  2 ON

Zároveň se však atomární dusík může slučovat i s uhlíkem na neméně tvrdé karbonitridy.

Nitridováním se tvrdost povrchové vrstvy nástrojů zvyšuje na HV = 900 až 1 000. Ještě více se však zvětšuje odolnost nástrojů proti otěru a opotřebování. Tvrdost nitridační vrstvy se snižuje teprve po ohřevu nad 600 °C. Aby se zvýšila houževnatost nitridační vrstvy, popouštějí se nitridované nástroje ještě při teplotě 360 až 380 ^CC asi po dobu 1 h. Nejvhodnější podmínky nitridování však závisí na druhu nástrojů i na použité oceli.

Nitridování v praxi:

Povrch nástrojů určených k nitridování musí být jemně broušený a pokud možno vyhlazený. Teplota při nitridování má být asi o 10 až 20 ^CC nižší než byla teplota popouštění nástrojů po jejich zakalení. Obvykle bývá asi 510 až 560 °C. Tloušťka nitridační vrstvy závisí na teplotě a na době nitri­dování. U jemnobřitových nástrojů nemá být tloušťka ni­tridační vrstvy větší než 0,02 mm. Obvykle se nástroje nitridují po dobu 5 až 40 min.

Nitridování nástrojů v plynu je časově mnohem náročnější než nitridování v solné lázni, a proto se v technické praxi mnohem méně využívá. Například nitridování nástrojů vyrobených z rychlořezné oceli do hloubky 0,02 mm trvá při teplotě 520 °C v solné lázni asi 30 min, kdežto v plynu asi 120 min. Proto se v plynu většinou nitri­dují jen takové nástroje, jejichž nitridování v solné lázni je obtížné, např. nástroje velkých rozměrů. Nejčastě ji se v plynu nitridují liso­vací nástroje, formy na lití kovů pod tlakem, zápustky apod. Takové nástroje, nitridované v plynu, mívají životnost o 50 až 100% delší.

Sulfonitridování

Sulfonitridování je dalším způsobem chemicko tepelného zpracování povrchu nástrojů. Používá se solných lázní i plynu.

Při sulfonitridování možno např. použít solných lázní složených z kyanidů a kyanatanů, obdobně jako při nitridování, ale s přísadou asi 2 až 5% siřičitanu sodného. Teplota sulfonitridačních lázní bývá asi 500 až 580 °C při obsahu aktivní síry asi 1 %. Doba sulfonitridování a tím také i hloubka sulfonitridační vrstvy závisí na druhu zpracová­vaného nástroje a použitého materiálu. V lázni se nástroje sulfonitridují obvykle po dobu 30 až 60 min.

Při sulfonitridování nástrojů v plynu se používá čpavku, k němuž se přidávají asi 2% sirovodíku. Teploty a doby jsou stejné jako při nitridování nástrojů v plynu.

Síra přitom difunduje do povrchu nástrojů a má poměrně velkou afinitu k slitinám železa. Proto se také při sulfonitridování nástrojů vylučují na jejich povrchu nejen tvrdé nitridy, ale i sirníky, které pů­sobí jako tuhé mazadlo. Sulfonitridováním se zvyšuje tvrdost povrchu nástrojů a zároveň se snižuje tření při provozu, čímž se zlepšuje i jejich odolnost proti otěru a opotřebení.

Sulfonitridováním nástrojů lze prodloužit jejich životnost v obdob­ném rozsahu jako u nástrojů nitridovaných. U nástrojů pracujících při malém specifickém tlaku se prodloužila jejich životnost až o 200 %.