Zalety stosowania stali narzędziowej do azotowania 1.8550 w procesach obróbki cieplnej i mechanicznej

Kategorie: Blog

Wykonywanie elementów poddawanych znacznym obciążeniom mechanicznym wymaga starannego doboru potrzebnego w tym celu materiału. Jego charakterystyka powinna uwzględniać przewidywane oddziaływania zewnętrzne, a także planowane metody obróbki konieczne dla uzyskania właściwej geometrii, poziomy wykończenia powierzchni oraz niezbędnej w danym przypadku tolerancji wymiarowej. Wśród różnych gatunków stali narzędziowej na szczególną uwagę zasługuje stal narzędziowa do azotowania 1.8550. Przyjrzyjmy się bliżej jej cechom i sprawdźmy, co można zyskać za sprawą azotowania.

Na czym polega azotowanie?

Proces azotowania służy zmianie właściwości powierzchni materiału za sprawą wprowadzenia substancji, która poprawia parametry dzięki swoim cechom fizyko-chemicznym. Jest to możliwe za sprawą działania wysokiej temperatury, ciśnienia, czasu oraz różnicy stężeń między wprowadzanym pierwiastkiem a metalem. Jego przenikanie do zewnętrznej warstwy materiału następuje w wyniku dyfuzji, zachodzącej, gdy wolne atomy konkretnego pierwiastka zajmują wolne miejsca w strukturze krystalicznej, przenikając w nią m.in. wzdłuż granic między ziarnami. W wyniku azotowania możliwe jest ulepszenia stali stopowych i niestopowych w zależności od potrzeb. Będzie ono przydatne, jeżeli elementy mają być używane w warunkach sprzyjających korozji, a także tam, gdzie pojawiają się obciążenia związane ze ścieraniem, jak ma to miejsce choćby, kiedy chodzi o narzędzia skrawające bądź ruchome komponenty silników spalinowych lub pomp. Proces azotowania wykonuje się np. dla kół zębatych, wałów korbowych, korbowodów, wałków, tulei i sworzni, a także pierścieni oraz tłoków. Często sięga się po azotowanie w sytuacji, gdy komponenty mają pracować w wysokich temperaturach. Mamy z tym do czynienia np. przy formach wtryskowych do tworzyw sztucznych, elementów wytłaczarek i wtryskarek czy narzędzi do obróbki plastycznej np. matryc i stempli. Azotowanie będzie też stosowane, do narzędzi służących do obróbki ubytkowej, a zatem noży tokarskich, wierteł czy ciągadeł lub frezów.

Czym charakteryzuje się stal 1.8550?

Stal 1.8550 określana wg EN jako 34CrAlNi7-10, a w oznaczeniach polskich 33H2NMJ jest zaliczana do stali narzędziowych. Stop ten zawiera od 0,30 do 0,37% węgla, 1,50–1,80% chromu, a także 0,85 do 1,15% niklu oraz 0,15–0,25 molibdenu i 0,80–1,20 aluminium, jak również między 0,4 a 0,7% manganu. Jego twardość w stanie zmiękczonym to 448 HB, a w stanie ulepszonym 47 HRC. Pod względem obróbki termicznej stal 1.8550 nadaje się do hartowania w temperaturze 850–890°C przy chłodzeniu olejem lub polimerem, a także w temperaturze 570–660°C, jeżeli w grę wchodzi chłodzenie powietrzem. Temperatura odpuszczania wynosi w jej przypadku 570–660°C, a wyżarzania zmiękczającego 650–700°C. Możliwe jest też azotowanie w temperaturze 500–520°C. Twardość powierzchni azotowanej sięga HV1 950. Stal ta charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na ścieranie, lecz z uwagi na słabą spawalność nie nadaje się na elementy łączone w ten sposób.