Dyfuzyjne nasycenie węglem stali niskowęglowej, czyli nawęglanie, to jeden z rodzajów obróbki cieplno-chemicznej. Przeprowadzenie tego procesu pozwala modyfikować własności warstwy wierzchniej materiału; na przykład zwiększyć jego twardość. Stal i metale to podstawa wielu branż i gałęzi przemysłu, zatem zapotrzebowanie na nowoczesne metody w pracy z nimi jest wysokie.
Nawęglanie niskociśnieniowe PreNitLPC®
Istnieje kilka metod, które można wykorzystać w obróbce metali lub stali do przeprowadzenia procesu nawęglania. Korzyści ekonomiczne to jednak w przemyśle istotne kryterium i z tego powodu coraz większą popularność zyskuje nawęglanie próżniowe, określane również jako nawęglanie niskociśnieniowe. Technologia ta pozwala bowiem znacząco ograniczyć łączny czas procesu obróbki dzięki zastosowaniu atmosfer o większym potencjale węglowym oraz dzięki możliwości stosowania wyższych temperatur (nawet 1050 st. Celsjusza) niż podczas tradycyjnego nawęglania. Pewien problem stanowić może rozrost ziarna austenitu w stali poddanej nawęglaniu próżniowemu, ale i tu firma Hart-Tech znalazła skuteczne rozwiązanie.
Pierwsza metoda polega na zastosowaniu stali z dodatkami stopowymi ograniczającymi rozrost ziaren. To jednak podnosi koszty materiałowe. Atrakcyjną alternatywę stanowi włączenie do procesu nawęglania niskociśnieniowego etapu przedazotowania stali w fazie nagrzewania do temperatury nawęglania. Technologia ta, znana gruncie inżynierii materiałowej jako PreNitLPC®, stanowi modyfikację standardowego procesu nawęglania niskociśnieniowego. Polega ona na dozowaniu amoniaku podczas nagrzewania wsadu. Powstały w ten sposób azot nasyca warstwę wierzchnią stali i ogranicza rozrost ziaren austenitu w temperaturze nawęglania. Głębokość wnikania azotu jest porównywalna z grubością warstwy nawęglonej, co sprawia, że rozrost ziaren austenitu jest ograniczony w całej warstwie nawęglonej. Dozowana ilość jest przy tym wystarczająca do utworzenia odpowiedniej liczby nanowydzieleń, ale nie powoduje stabilizacji austenitu i nie obniża własności mechanicznych warstwy wierzchniej.
Innowacyjne nawęglanie FINECARB®
Całkowitą innowacją na rynku zarówno krajowym, jak i światowym jest metoda wytwarzania technologicznej warstwy wierzchniej oparta na technice próżniowej. Przewiduje się, że technologia FINECARB® wkrótce zastąpi powszechnie stosowane, szczególnie w przemyśle motoryzacyjnym, technologie nawęglania gazowego. W tym przypadku optymalne parametry materiału uzyskiwane są w wyniku eliminacji utleniania wewnętrznego oraz niekorzystnych wydzieleń. Zmniejszone zostają też odkształcenia elementów podczas ich obróbki cieplnej. Podstawą tego rozwiązania jest komputerowa symulacja i monitoring wzrostu warstw utwardzonych, co pozwala uzyskać kompleksowy poziom obróbki, projektowania warstwy wierzchniej oraz sposobu prowadzenia technologii.
Warto przy tym zaznaczyć, że nawęglanie próżniowe FINECARB® skraca proces technologiczny, a tym samym też przynosi duże oszczędności w kwestii energii. Sam przebieg obróbki ma również charakter przyjazny środowisku i jej wykorzystanie eliminuje emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Tym samym stwarza warunki dla zrównoważonego rozwoju, gdzie korzyści ekonomiczne współgrają z ekologicznymi.