Cementáciaa nitridáciasú dve široko používané techniky povrchového kalenia v metalurgii. Obe zlepšujú povrchové vlastnosti ocele, ale výrazne sa líšia v princípoch procesu, aplikačných podmienkach a výsledných materiálových vlastnostiach.
1. Princípy procesu
●Cementácia:
Tento proces zahŕňa zahrievanienízkouhlíková oceľ alebo legovaná oceľvatmosféra bohatá na uhlíkpri vysokých teplotách. Zdroj uhlíka sa rozkladá a uvoľňujeaktívne atómy uhlíkaktoré difundujú do povrchu ocele a zvyšujú jejobsah uhlíkaa umožnenie následného kalenia.
●Nitridácia:
Nitridácia predstavujeaktívne atómy dusíkado povrchu ocele pri zvýšených teplotách. Tieto atómy reagujú s legujúcimi prvkami (napr. Al, Cr, Mo) v oceli za vznikutvrdé nitridy, čím sa zvyšuje tvrdosť povrchu a odolnosť voči opotrebovaniu.
2. Teplota a čas
| Parameter | Cementácia | Nitridácia |
| Teplota | 850 °C – 950 °C | 500 °C – 600 °C |
| Čas | Niekoľko až desiatky hodín | Desiatky až stovky hodín |
Poznámka: Nitridácia prebieha pri nižších teplotách, ale ekvivalentná úprava povrchu často trvá dlhšie.
3. Vlastnosti spevnené vrstvy
Tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu
●Cementácia:Dosahuje povrchovú tvrdosť58–64 HRC, ktorý ponúka dobrú odolnosť voči opotrebovaniu.
●Nitridácia:Výsledky v povrchovej tvrdosti1000 – 1200 V, vo všeobecnosti vyššia ako nauhličené povrchy, svynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu.
Únavová pevnosť
●Cementácia:Výrazne zlepšujeohybová a torzná únavová pevnosť.
●Nitridácia:Zvyšuje tiež únavovú pevnosť, hoci vo všeobecnostiv menšej mierenež cementácia.
Odolnosť proti korózii
●Cementácia:Obmedzená odolnosť proti korózii.
●Nitridácia:Formy ahustá nitridová vrstva, ktorý poskytujevynikajúca odolnosť proti korózii.
4. Vhodné materiály
●Cementácia:
Najvhodnejšie prenízkouhlíková oceľ a nízkolegované oceleMedzi bežné aplikácie patriaozubené kolesá, hriadele a komponentyvystavené vysokému zaťaženiu a treniu.
●Nitridácia:
Ideálne pre ocele obsahujúcelegujúce prvkyako napríklad hliník, chróm a molybdén. Často sa používa napresné nástroje, formy, matriceakomponenty odolné voči opotrebovaniu.
5. Charakteristiky procesu
| Aspekt | Cementácia | Nitridácia |
| Výhody | Vytvára hlboko vytvrdenú vrstvu | Nákladovo efektívne Široko použiteľné Nízke skreslenie** vďaka nižším teplotám Nie je potrebné kalenie Vysoká tvrdosť a odolnosť proti korózii |
| Nevýhody | Vysoké teploty procesu môžu spôsobiťskreslenie Vyžaduje kalenie po cementácii | Zvyšuje sa zložitosť procesov Plytšia hĺbka puzdra Dlhšie časy cyklov Vyššie náklady |
Zhrnutie
| Funkcia | Cementácia | Nitridácia |
| Hĺbka kalených vrstiev | Hlboké | Plytká |
| Tvrdosť povrchu | Stredná až vysoká (58–64 HRC) | Veľmi vysoká (1000 – 1200 HV) |
| Odolnosť voči únave | Vysoká | Stredná až vysoká |
| Odolnosť proti korózii | Nízka | Vysoká |
| Riziko skreslenia | Vyššia (kvôli vysokým teplotám) | Nízka |
| Následná liečba | Vyžaduje kalenie | Nie je potrebné kalenie |
| Cena | Nižšie | Vyššia |
Cementácia aj nitridácia majú jedinečné výhody a vyberajú sa na základepožiadavky na aplikáciu, vrátanenosnosť, rozmerová stálosť, odolnosť voči opotrebovaniuapodmienky prostredia.
Nitridovaný ozubený hriadeľ
Čas uverejnenia: 19. mája 2025