W jakim celu nawęgla się stal i na czym polega ten proces?

Nawęglanie to proces obróbki stali, która ma na celu zmianę jej właściwości. Polega na nasycaniu powierzchniowej warstwy stali w węgiel. Nawęglanie zwiększa twardość i odporność metalu, co jest niezwykle istotne przy produkcji wielu narzędzi, maszyn oraz różnego typu  elementów konstrukcyjnych. Na czym polega ten proces i kiedy się go stosuje? Poznaj różne metody nawęglania.

Na czym polega nawęglanie stali?

Nawęglanie to zabieg z użyciem wysokiej temperatury, który polega na dyfuzyjnym nasyceniu węglem powierzchni materiału. Nawęgla się stale niskowęglowe, w celu zwiększenia ich odporności i twardości, przy jednoczesnym zachowaniu elastycznego rdzenia materiału. Mianem stali niskowęglowej określa się stopy posiadające poniżej 0,25% zawartości węgla. W wyniku  nawęglania zawartość ta wzrasta do 1-1,3%. Nawęglanie wykonuje się, ogrzewając stal w ośrodku zawierającym węgiel atomowy. Proces ten wymaga bardzo wysokiej temperatury 900-950 stopni Celsjusza. W zależności od czasu trwania zabiegu grubość warstwy nawęglonej może wynosić od 0,5 do nawet 2 mm. Proces ten pozwala więc uzyskać stal o różnych właściwościach, zależnie od indywidualnych potrzeb klienta.

Różne metody nawęglania

Istnieje kilka metod nawęglania. Dawniej proces ten wykonywało się wyłącznie w ośrodkach stałych lub poprzez zanurzanie obrabianych przedmiotów w roztopionych solach - mieszance chlorków, węglanów lub cyjanków metali alkalicznych. Obecnie znacznie popularniejszą techniką jest nawęglanie gazowe w temperaturze ok. 920 stopni Celsjusza, które wykonuje się w atmosferze tlenku węgla lub nawęglanie jonizacyjne, polegające na wygrzewaniu stali w piecu próżniowym w atmosferze węglowodorowej.

Inną, niezwykle skuteczną metodą jest nawęglanie próżniowe – które wykonuje się przy  obniżonym ciśnieniu, w atmosferze metanu lub innego gazu. Techniką tą nawęglają stal firmy takie jak Hart-Tech sp. z o.o. W ich ofercie znajdziesz nawęglanie próżniowe z zastosowaniem innowacyjnych technologii FINECARB® oraz PRENITLPC®. Nawęglanie próżniowe niskociśnieniowe pozwala uzyskać założone grubości warstw wierzchnich w czasie znacznie krótszym niż w przypadku nawęglania gazowego i daje pełną kontrolę nad procesem. Ogromną zaletą tej metody jest także dobra adsorpcja i niskie zużycie gazu.

Metodę tę wykorzystuje się głównie do nawęglania stali wykorzystywanej w przemyśle motoryzacyjnym – na przykład do kół zębatych, ślimaków, wałów, przekładni i wielu innych elementów, które pracujących pod dużym obciążeniem i wymagają zwiększonej wytrzymałości.