Azotowanie

SPIS TREŚCI
AZOTOWANIE 3
CHARAKTERYSTYKA PROCESU 3
STALE DO AZOTOWANIA 3
AZOTOWANIE CZĘŚCI ELEMENTÓW 4
PIECE DO AZOTOWANIA 4
DYSOCJACJA AMONIAKU 6
FAZY POWSTAJĄCE W PROCESIE AZOTOWANIA 6
GRUBOŚĆ WARSTWY NAAZOTOWANEJ 7
TWARDOŚĆ WARSTWY NAAZOTOWANEJ 10
TECHNOLOGIE AZOTOWANIA 10
AZOTOWANIE W OŚRODKACH GAZOWYCH 10
REGULOWANE PROCESY AZOTOWANIA 13
AZOTOWANIE PLAZMOWE (JARZENIOWE) 13
AZOTOWANIE W ZŁOŻACH FLUIDALNYCH 16
AZOTONASIARCZANIE 16
LITERATURA 18




AZOTOWANIE

CHARAKTERYSTYKA PROCESU

Azotowanie jest obróbką cieplno-chemiczną, podczas której warstwę wierzchnią przedmiotów wykonanych na ogół z żelaza i jego stopów wzbogaca się dyfuzyjnie azotem.
Najważniejszą z właściwości warstw azotowanych jest ich wysoka twardość. Warstwę azotowaną cechuje także odpowiednio wysoka odporność na zmęczenie, ścieranie, korozję, erozję kawitacyjną. Warstwy azotowane zachowują twardość do temperatur w zakresie 500 – 600C, a krótkotrwałą nawet do wyższych temperatur. W procesie azotowania zazwyczaj zostaje zachowana struktura i własności rdzenia przedmiotu uzyskane uprzednią obróbką cieplną (ulepszanie cieplnym, wyżarzaniem normalizującym).
Powierzchnie przedmiotów przeznaczone do azotowania powinny być obrobione mechanicznie na gotowo, ponieważ po azotowaniu (w zależności od struktury warstwy wierzchniej) dopuszcza się zdjęcie warstwy o grubości do 0,05mm.

STALE DO AZOTOWANIA

Podstawową różnicą pomiędzy azotowaniem a innym procesem utwardzania powierzchni jest fakt, iż elementy azotowane muszą być wykonane ze stali stopowych.









Jeżeli twardość materiału przed procesem wynosi 300HV, a po procesie wzrasta o 100HV jest oczywiste, że nikiel jest pierwiastkiem neutralnym w tym procesie. Molibden i wanad dają wzrost twardości o 200 do 300HV, podczas gdy aluminium i tytan dają nieporównywalnie większy wzrost twardości przy stosunkowo małym udziale procentowym. Chrom powoduje stopniowy wzrost twardości w całym swoim zakresie występowania w stopie.
Najbardziej rozpowszechnione stale do azotowania zawierają Al, Cr i ewentualnie Mo zabezpieczający stal przed kruchością odpuszczania. Skład chemiczny stali tej grupy, do której należą 38HMJ i 38HJ, jest następujący: 0,31-7-0,42% C, 1,35-M,65% Cr, 0,7-M,2% Al, 0,15-5-0,25% Mo. Stale te przed azotowaniem ulepsza się cieplnie, przy czym odpuszczanie przeprowadza się w temperaturze wyższej od tem¬peratury azotowania, które po nim następuje. Wyższe temperatury azotowania wprawdzie przyspieszają proces, ale równocześnie zmniejszają twardość warstwy naazotowanej.


AZOTOWANIE CZĘŚCI ELEMENTÓW

Jeżeli jest to tylko możliwe elementy powinny być azotowane w całości. Operacja taka jest najprostsza i najtańsza. Jeżeli jednak musimy pozostawić jakieś obszary nienaruszone powinny one być odpowiednio zabezpieczone.
W tym celu pokrywa się powierzchnie, które chcemy pozostawić nienaruszone 18-20 mikronową warstwą miedzi (lub brązu). Pomimo swojej kosztowności najlepszym sposobem dającym 100% efektywności jest platynowanie obszarów, które chcemy osłonić. Powłokę taką usuwa się następnie mechanicznie.


PIECE DO AZOTOWANIA

Pomimo wielu wzorów i typów piecy do azotowania dwa są dominujące.
Pierwszy ma dwie retorty. Kiedy w pierwszej zachodzi proces druga jest rozładowywana i ładowana ponownie. Piec jest w prosty sposób przesuwany po torowisku z jednego stanowiska na drugie będąc ciągle gorący.Rys 2.









Drugim piecem powszechnie stosowanym jest piec wgłębny. Piec ten jest idealny do obróbki długich wałków w pozycji pionowej. Najważniejsze cechy pieca do azotowania to szczelna retorta z instalacją doprowadzającą i odprowadzającą gaz mogąca pracować w temperaturze ok. 5250C oraz wiatrak do mieszania atmosfery wewnątrz pieca.











Retorta może być wykonana z każdego żaroodpornego materiału jakkolwiek atmosfera amoniaku jest bardzo agresywna i z biegiem czasu dojdzie do azotowania nawet najbardziej ferrytycznych materiałów.
Odpowiednie materiały z których wykonana jest retorta i elementy instalacji wspomagające proces azotowania powinny być dobierane zarówno pod względem żywotności jak i kosztów zakupu. Prosta zależność przy doborze materiału to: czym większa zawartość niklu tym dłuższy czas pracy urządzenia, ale większy koszt zakupu.
DYSOCJACJA AMONIAKU

Azot niezbędny do procesu otrzymuje się z reakcji dysocjacji amoniaku w podwyższonych temperaturach (począwszy od 270C), zgodnie ze wzorem:

3NH2 –› 2N + 3H2

W temperaturach azotowania amoniak dysocjuje wytwarzając azot, przy czym obecność żelaza działa katalitycznie na tą reakcję. Stopień rozpadu amoniaku tj. stopień dysocjacji zależy od temperatury i w praktyce najczęściej ustala się na poziomie ok. 30% (czyli pozostaje ok. 70% amoniaku niezdysocjowanego). Reakcja dysocjacji amoniaku jest połączona ze wzrostem ilości cząsteczek (atomów), a więc ze wzrostem ciśnienia. Wzrost ciśnienia powoduje przesunięcie równowagi w kierunku na lewo, czyli tworzenia się cząstek NH3 niezdysocjowanego. Natomiast zmniejszenie ciśnienia spowoduje przesunięcie równowagi w kierunku dysocjacji amoniaku.
Amoniak jest wpuszczany do pieca w sposób ciągły, przez co odnawia stale ilość azotu w przestrzeni pieca.


FAZY POWSTAJĄCE W PROCESIE AZOTOWANIA

Podstawą do określenia struktury warstw azotowanych przedmiotów wykonanych z żelaza i jego stopów jest układ równowagi fazowej Fe-N
W układzie równowagi fazowej Fe-N występują następujące fazy mając, znaczenie w procesie azotowania:
- faza α (ferryt azotowy),która jest roztworem stałym granicznym azotu w żelazie α, o maksymalnej rozpuszczalności 0,1%N w temperaturze eutektoidalnej- 590C i 0,004%N w temperaturze pokojowej,
- faza γ (austenit azotowy) będąca roztworem stałym w żelazie γ o maksymalnej rozpuszczalności 2,8%N w temperaturze 650C; trwała powyżej temperatury utektodainej,
- azotek γ' jest fazą międzywęzłową zakresie sieci A1 trwałą w zakresie stężeń ok. 5,7 - 6,1%N i do temperatury 680C, której przypisuje się wzór Fe4N,
- azotek ε, któremu przypisuje się wzór Fe2N, jest fazą międzywęzłową o sieci A3, trwałą w zakresie stężeń ok. 8,2 - 11 %N.

Podczas azotowania tworzą się różne fazy, przy czym na powierzchni powstają fazy o dużym stężeniu azotu, utrudniając dyfuzję azotu w głąb warstwy.
Warstwą azotowaną zgodnie z obowiązująca normą nazywa się obszar wzbogacony w azot składający się, z następujących stref:
- przypowierzchniowej P,
- porowatej Pp,
- azotowania wewnętrznego W, '
- eutektoidalnej E.
Strefa przypowierzchniowa P składa się z węglikoazotków ε-Fe2(N,C) i azotków γ'-Fe4N lub tylko azotków γ'. W przypadku azotowania w temperaturze poniżej 590C graniczy ona ze strefą azotowania wewnętrznego, a powyżej temperatury eutektoidalnej (590C} - ze strefą eutektoidalną E.
Strefa porowata Tp składa się z węglików ε o stężeniu azotu powyżej 8,5 %.
Strefa azotowania wewnętrznego - W ma strukturę ferrytu i azotków γ',
Strefa eutektoidalna E jest mieszaniną ferrytu i azotka γ' utworzoną w wyniku rozpadu austenitu, azotowego γ podczas wolnego chłodzenia z temperatury azotowania powyżej 590C, graniczy ze strefą azotowania wewnętrznego.


GRUBOŚĆ WARSTWY NAAZOTOWANEJ

Grubość warstwy to odległość od powierzchni do miejsca gdzie warstwa przechodzi w rdzeń.
Grubość warstwy naazotowanej określa się na trawionych zgładach metalograficznych (warstwa trawi się odmiennie niż materiał azotowany). Grubość warstwy można określać również przez pomiar twardości. Za grubość warstwy przyjmuje się szerokość strefy od powierzchni do miejsca o minimalnej umownej twardości, która w zależności od rodzaju materiału azotowanego zawiera się w granicach od 300 - 600 HV.























Rys.5 Struktura stali konstrukcyjnej chromowo-molibdenowej Rys.6 Struktura Stali szybkotnącej


Zawartość pierwiastków stopowych ma także wpływ na grubość uzyskiwanej warstwy. Zależność taką pokazuje rysunek 7.













Tabela 1 natomiast pokazuje typowe grubości warstwy uzyskiwanej w procesie azotowania w zależności od czasu trwania procesu na przykładzie stali 3%CrMo. Twardość warstwy przy wszystkich grubościach przekracza 800HV. Staje się oczywiste iż podwojenie czasu procesu nie pozwala na osiągnięcie dwa razy grubszej warstwy.

STAL 3% Cr Mo AZOTOWANA W T=500C

CZAS
GŁĘBOKOŚĆ WARSTWY GRUBOŚĆ
BIAŁEJ WARSTWY
12 godzin 0.10mm 0.004” 0.005mm 0.0002”
24 godzin 0.15mm 0.006” 0.010mm 0.0004”
48 godzin 0.25mm 0.010” 0.015mm 0.0006”
60 godzin 0.30mm 0.012” 0.020mm 0.0008”
72 godzin 0.34mm 0.013” 0.022mm 0.0009”
96 godzin 0.38mm 0.014” 0.025mm 0.0010”
Tabela 1.



TWARDOŚĆ WARSTWY NAAZOTOWANEJ

Twardość mierzona na powierzchni przedmiotu po azotowaniu pod znacznym obciążeniem jest sumaryczną twardością kilku stref o różnych twardościach. Przykładowo twardości warstw uzyskanych na stalach o różnym składzie chemicznym w wyniku azotowania w temperaturach w zakresie 540 - 560C w czasie 10 godzin są następujące:
- 38 HMJ - ok. 1200 HV1,
- 18 H2N2 - 765 = 845 HV 1
- WCL ' - ok. 1200 HV1.
Twardość monofazowej, zwykle porowatej strefy ε wynosi 200 - 300 HV 0,02. Twardość strefy ε+γ' ukształtowanej na stalach niestopowych waha się w zakresie od 800 do 1100 HV 0,02 i od 1100 do 1600 HV 0,02 na stalach stopowych. Monofazową strefę γ' cechuje Twardość ok. 650 HV 0,02.


TECHNOLOGIE AZOTOWANIA

AZOTOWANIE W OŚRODKACH GAZOWYCH

Azotowanie w ośrodku gazowym jest najnowocześniejszym i najbardziej rozpowszechnionym wśród stosowanych procesów.
Konwencjonalnym sposobem jest proces azotowania gazowego w ośrodku stanowiącym mieszaninę amoniaku oraz wodoru i azotu, które są produktami reakcji dysocjacji amoniaku, zachodzącej w temperaturze procesu. Stopień dysocjacji, amoniaku, określający pośrednio zdolność azotującą atmosfery, zależy od temperatury, natężenia przepływu amoniaku i wielkości powierzchni wsadu, katalizującej reakcję dysocjacji amoniaku.
W zależności od warunków azotowania stosuje się różne odmiany i technologie procesu.
Zasadniczymi parametrami procesu azotowania są:
- temperatura
- czas,
- stopień dysocjacji amoniaku.

W zależności od czasu trwania procesu azotowanie dzieli się na:
- długotrwałe prowadzone w czasie ód 30 do 80 godzin,
- krótkotrwałe realizowane w czasie do 6 godzin.
Azotowanie długotrwałe prowadzi się w temperaturach 500 - 560C przy stopniu dysocjacji amoniaku 20 - 60% w piecach wgłębnych lub dzwonowych, wyposażonych w szczelne retorty z naturalną lub wymuszoną cyrkulacją atmosfery. Grubości warstwy naazotowanej zawierają się, w zakresie od 0,2 - 0,6 mm.
Azotowanie długotrwałe stosuje się do części maszyn i urządzeń wysokoobciążonych i narażonych w eksploatacji na intensywne zużycie i tarcie (części silników i pomp w przemyśle lotniczym, okrętowym i motoryzacyjnym). Operację tę stosuje się również do wałów korbowych, korbowodów, tulei cylindrowych kół zębatych, wałków, krzywek rozrządu, trzpieni, pierścieni tłokowych, sworzni tłokowych; nurników pomp.
Przedmioty przed azotowaniem długotrwałym ulepsza się cieplnie przy czym wymagana temperatura odpuszczania jest o minimum 30C wyższa od temperatury azotowania. Po ulepszaniu cieplnym przedmioty obrabia się mechanicznie z pozostawieniem naddatków przewidzianych po azotowaniu w celu usunięcia kruchej i porowatej warstwy fazy ε.
Poza azotowaniem długotrwałym jednostopniowym prowadzonym w stałej temperaturze celem skrócenia czasu procesu i zminimalizowania grubości strefy fazy ε w warstwie stosuje się azotowanie dwu- i trójstopniowe. Przy azotowaniu dwustopniowym proces prowadzi się, np. w temperaturze 500 - 520C, a następnie w temperaturze 540 - 550C, przy czym czas azotowania w niższej temperaturze powinien wynosić minimum 10 godzin. Warunki azotowania trójstopniowego są następujące:
- I okres 500 - 520C, stopień dysocjacji 25 - 30%,
- II okres 580 - 620C, stopień dysocjacji i 50 - 70 %,
- III okres 520 - 540C, stopień dysocjacji 30 - 35 %
i zapewniają prawie dwukrotne skrócenie czasu operacji. Okres I zapewnia duża twardość warstwy dzięki dużej dyspersji azotków. W okresie II zintensyfikowane warunki dyfuzji warunkują uzyskanie większej grubości warstwy. Okres III pozwala na wyrównanie gradientów stężenia azotu i złagodzenia przejścia warstwy azotowanej w strukturę rdzenia przedmiotu.
Azotowanie krótkotrwałe realizowane jest w temperaturze 580 - 620C w czasie od 1 do 6 godzin. Grubość warstw wynosi od 0,005 - 0,03 mm. Warstwy utworzone w stalach stopowych mogą osiągać grubość do 0,3 mm.
Przedmioty przeznaczone do azotowania krótkotrwałego wyżarza się i normalizująco lub ulepsza cieplnie przed azotowaniem.
Azotowanie krótkotrwałe stosuje się do części maszyn narażonych w pracy na ścieranie, zatarcie i zmienne obciążenia oraz do narzędzi skrawających. Poza tym jest stosowane jako antykorozyjne, dla części narażonych na korozję w wodzie i w wilgotnej atmosferze. Krótkotrwałemu azotowaniu utwardzającemu poddaje się elementy, np.:
- pojazdów (np. wały korbowe, sworznie tłokowe, wałki zębate, trzpienie zaworów, drążki kierownicze, żeliwne popychacze itp.),
- taboru kolejowego (np. zderzaki hydrauliczne, prowadnice, sworznie hamulców itp.),
- maszyn włókienniczych (np. wrzeciona przędzarek, nawijarki krosna, obrączki przędzalnicze itp.). '
Azotowaniu krótkotrwałemu poddaje się narzędzia do obróbki plastycznej, tłoczniki, ciągadła, wiertła, rozwiertaki, gwintowniki, formy do tworzyw sztucznych, ślimaki do wtryskarek i wytłaczarek.
Krótkotrwałe azotowanie antykorozyjne stosuje się do części wykonanych ze stali niestopowych, niskostopowych i żeliw.
Zasadnicze parametry konwencjonalnego azotowania (temperatura, czas i stopień dysocjacji amoniaku) nie pozwalają w pełni na kontrolę procesu. W wyniku tworzy się porowata i krucha strefa fazy ε (strefa przypowierzchniowa – Pp) wskutek nadmiernej ilości azotu dyfundującego do warstwy wierzchniej i silnego jej nawodorowania, wymagająca mechanicznego usunięcia po procesie. W przypadku cienkich warstw, których nie można usunąć poprzez szlifowanie, elementy azotowane z pozostawiona po procesie strefą ε cechują niższe własności użytkowe w porównaniu z możliwymi do uzyskania w przypadku prawidłowej budowy warstwy.


REGULOWANE PROCESY AZOTOWANIA

Celem uzyskania warstw azotowanych o morfologii ukształtowanej w zależności od potrzeb opracowano regulowane procesy azotowania. Procesy te w odróżnieniu od konwencjonalnych realizowane są przy mniejszej intensywności azotowania, osiąganej przez odpowiednie rozcieńczenie atmosfer (zwykle amoniaku) azotem lub zdysocjowanym amoniakiem. Przez regulację potencjału azotowego atmosfery zależnego od rodzaju materiału azotowanego, temperatury i czasu procesu stosownie do wymagań można otrzymać warstwy azotowane ze strefą przypowierzchniową Pp lub bez niej. Przy wytwarzaniu warstw bez strefy przypowierzchniowej zdolność azotującą atmosfery dobiera się tak, aby nie przekroczyć granicznego stężenia azoty w strefie; azotowania wewnętrznego - W. Części maszyn i narzędzi poddawane azotowaniu regulowanemu należy obrabiać mechanicznie na gotowo z uwzględnieniem tolerancji wymiarowej stosownej dla procesu (orientacyjnie od 0,003 do 0,015 mm na każda stronę azotowanej powierzchni).

AZOTOWANIE PLAZMOWE (JARZENIOWE)

Istotne, oprócz zapewnienia warstwy azotowanej o zaprojektowanej morfologii, grubości i twardości, jest osiągnięcie celu w coraz krótszym czasie.










Realizację powyższych wymagań może zapewnić proces azotowania jarzeniowego.
Proces azotowania jarzeniowego polega na azotowaniu przedmiotów w warunkach wyładowania jarzeniowego przy ciśnieniu atmosfery obróbczej (gazu reaktywnego) od 100 do 1300 Pa. Jako atmosfery obróbcze stosuje się azot lub amoniak, ewentualnie z dodatkiem wodoru, argonu lub węglowodoru itp. kombinacje. Dobór odpowiedniej atmosfery obróbczej oraz, co się z tym wiąże, możliwości optymalizacji struktury warstwy azotowanej dla uzyskania i określonych właściwości użytkowych jest najważniejszym zadaniem podczas projektowania procesu obróbki cieplno- chemicznej w warunkach wyładowania jarzeniowego. Aktywne atomy azotu uzyskuje się poprzez jonizację gazu reaktywnego, zachodzącą w wyniku wyładowania jarzeniowego w specjalnym urządzeniu wyposażonym w reaktor. Azotowane przedmioty podłączone do elektrody ujemnej są katodą, a anodą są ścianki komory roboczej reaktora. W przypadku azotowania przedmiotów o skomplikowanych kształtach stosuje się specjalnie wyprofilowane anody. Między katodą a anodą różnica potencjałów wynosi od 1 - 2,5 kV w zależności od składu chemicznego gazu reaktywnego. Podczas przepływu prądu wokół powierzchni obrabianych elementów wsadu powstaje zjonizowana strefa (poświata katodowa).















Rys.9 Poświata katodowa na elementach obrabianych
W polu elektrycznym następuje jonizacja gazu i dodatnie jony azotu bombardują powierzchnię azotowanych przedmiotów, przy czym wydziela się ciepło niezbędne do aktywacji termicznej i dyfuzji azotu w warstwę wierzchnią.
Regulując stopień rozpylenia katodowego, można otrzymywać warstwy dyfuzyjne o różnej strukturze. Efekt rozpylenia katodowego powoduje usuwanie z powierzchni przedmiotów atomów tlenu; azotu, węgla i żelaza. Umożliwia to oczyszczenie i uaktywnienie powierzchni przed procesem dyfuzyjnym.
Przygotowanie wsadu do azotowania jarzeniowego ma określoną specyfikę w stosunku do procedury obowiązującej przy azotowaniu konwencjonalnym.
Zabezpieczenie powierzchni przedmiotów przed azotowaniem jarzeniowym polega na mechanicznym osłonięciu chronionych miejsc za pomocą metalowych płyt, kołków, śrub, nakrętek itp. Ten rodzaj zabezpieczenia jest zarówno prosty, jak i skuteczny. Powierzchnie przeznaczone do azotowania jarzeniowego powinny być odtłuszczone i pozbawione śladów tlenków i korozji.
Ułożenie obrabianych przedmiotów w reaktorze nie może powodować ich wzajemnego ekranowania.
Celem uzyskania w sposób kontrolowany struktur warstw azotowanych reguluje się następujące podstawowe parametry procesu:
- skład chemiczny gazu reaktywnego (od 5 do 80% H2 - reszta N2),
- ciśnienie w komorze roboczej od 100 do 1000 Pa,
- czas procesu w zakresie od 3 do 12 godzin (w zależności od rodzaju materiału azotowanego i zaprojektowanej grubości warstwy),
- temperaturę powierzchni wsadu, (w zależności od rodzaju materiału azotowanego).
Azotowanie jarzeniowe w porównaniu do konwencjonalnego azotowania gazowego cechują następujące zalety:
- uzyskanie w sposób kontrolowany (dla konkretnych warunków pracy danego elementu) następujących warstw azotowanych - tytko strefy dyfuzyjnej, strefy dyfuzyjnej i azotku Fe4N (faza γ'), strefy dyfuzyjnej i węglikoazotku Fe2-3(CxNy) strefy dyfuzyjnej z faz ε i γ',
- możliwości dokładnej regulacji przyrostu warstwy azotowanej,
- skrócenie czasu operacji w wyniku szybkiego nagrzewania wsadu do temperatury obróbki (w zakresie od 400 do 590C) oraz aktywacji środowiska i obrabianej powierzchni przedmiotu,
- wyeliminowanie obróbki wykańczającej powierzchni w wyniku braku porowatej j kruchej strefy fazy ε; dopuszcza się jedynie polerowanie,
- wydatna oszczędność energii elektrycznej (zużycie energii w porównaniu do konwencjonalnego azotowania gazowego wynosi 30 - 40%).
Azotowanie jarzeniowe w, zależności od potrzeb umożliwia uzyskanie różnego rozkładu twardości w naazotowanych warstwach wierzchnich, który zależy od warunków procesu oraz rodzaju materiału azotowanego.
Otrzymane w procesie azotowania jarzeniowego warstwy wierzchnie w porównaniu z warstwami uzyskanymi podczas konwencjonalnego azotowania gazowego odznaczają się znacznie lepszymi właściwościami. Przykładowo okres pracy ślimaków azotowanych jarzeniowo ulega znacznemu wydłużeniu (od 3 do 10 razy w zależności od rodzaju naazotowanej stali) w porównaniu z tymi elementami azotowanymi konwencjonalnie.


AZOTOWANIE W ZŁOŻACH FLUIDALNYCH

Azotowanie, podobnie jak nawęglanie, można wykonywać również w złożach fluidalnych. Azotowanie fluidalne jest wykonywane, zwłaszcza jako krótkotrwałe, 1- 2-godzinne, w atmosferze amoniaku, jak i amoniaku z azotem, nieregulowane i regulowane. Fluidalnie azotuje się części maszyn ze stali do ulepszania cieplnego oraz narzędzia. Wyniki azotowania fluidalnego są porównywalne z konwencjonalnym azotowaniem gazowym, ale czas obróbki jest krótszy.


AZOTONASIARCZANIE

Azotonasiarczanie gazowe jest oryginalną metodą obróbki ciepIno- chemicznej stalowych i żeliwnych części maszyn i mechanizmów. Proces przeprowadza się w piecach retortowych, w atmosferze amoniaku i par siarki, w temperaturze 773K - 973K i w czasie od 10 minut do kilku godzin. W wyniku tego procesu otrzymuje się warstwę azotowaną, taką jak w metodzie azotowania klasycznego. z tym, że w fazie wytworzone są siarczki żelaza. Decydujące znaczenie dla eksploatacji elementów maszyn ma faza e z wtrąceniami siarczku żelaza, które oddzielają powierzchnie trące i obniżają ich adhezję, W efekcie otrzymuje się wysoką odporność na zużycie, niskie opory tarcia i pełną odporność na zacieranie. Technologia SULFONIT pozwala w szerokim zakresie kształtować strukturę i właściwości warstwy wierzchniej poprzez sterowanie parametrami procesu, a przede wszystkim poprzez wytworzenie odpowiedniej ilości siarczku żelaza w fazie e .
Azotonasiarczanie gazowe jest procesem końcowym i elementy po nim nie podlegają żadnej obróbce mechanicznej. Grubość warstw otrzymywanych na obrabianych elementach wynosi od 0,005 - 0.1 mm, w zależności 0d rodzaju materiału, parametrów procesu i przeznaczenia elementów. Metodą azotonasiarczania gazowego można obrabiać elementy ze stali nisko, średnio i wysokowęglowych ze stali nisko, średnio i wysokostopowych oraz ze stali narzędziowych i żeliw. Technologia SULFONIT jest szczególnie zalecana do obróbki elementów maszyn i mechanizmów eksploatowanych w warunkach tarcia suchego lub granicznego np. ślimacznic, sworzni, wałków rozrządu, tulejek łożyskowych, prowadników i popychaczy zaworowych, mechanizmów krzywkowych, tulei cylindrowych i matryc.
Technologia SULFONIT gwarantuje:
- wytwarzanie warstw wierzchnich o żądanych własnościach
- całkowite wyeliminowanie zacierania elementów maszyn
- wysoką trwałość elementów
- obniżenie współczynnika tarcia
- podwyższoną odporność na korozję
- wzrost wytrzymałości zmęczeniowej
- niskie koszty procesu i obniżenie kosztów eksploatacji maszyn i urządzeń
- w odróżnieniu od innych technologii proces SULFONIT nie powoduje zanieczyszczenia środowiska naturalnego
Azotonasiarczanie gazowe w pełni zabezpiecza elementy przed zacieraniem, zwiększając jednocześnie ich odporność na zużycie przy niskim współczynniku tarcia.
LITERATURA

[1]. Larisch, B.; Brusky, U.; Spies, H.-J.- Plasma nitriding of stainless steels at low temperatures (Surface and Coatings Technology, Volume: 116-119, September, 1999, pp. 205-211 )
[2]. Musil, J.; Vlcek, J.; Ruzicka, M.,- Recent progress in plasma nitriding (Vacuum, Volume: 59, Issue: 4, December, 2000, pp. 940-951 )
[3]. Michler, T.; Grischke, M.; Bewilogua, K.; Dimigen, H.,- Properties of duplex coatings prepared by plasma nitriding and PVD Ti–C:H deposition on X20Cr13 ferritic stainless steel (Thin Solid Films, Volume: 322, Issue: 1-2, June 8, 1998, pp. 206-212 )
[4]. Priest, J.M.; Baldwin, M.J.; Fewell, M.P.; Haydon, S.C.; Collins, G.A.; Short, K.T.; Tendys, J.,- Low pressure r.f. nitriding of austenitic stainless steel in an industrial-style heat-treatment furnace (Thin Solid Films, Volume: 345, Issue: 1, May 7, 1999, pp. 113-118 )
[5]. L.A. Dobrzański,- Podstawy nauki o materiałach
[6]. D. Szewiczek,- Obróbka cieplna
[7]. Nitriding materials, Nitrex Metal Inc. www.nirtrex.com
[8]. Wilkinsons Heat Treatment. www wilkinsons.com
[9]. www.nitrex.com