PreNitLPC®

PreNitLPC® – szybkie i ekonomiczne nawęglanie próżniowe

Technologia wstępnego azotowania przed niskociśnieniowym nawęglaniem PreNitLPC, pozwala na rozszerzenie zastosowań technologii nawęglania próżniowego z rodziny FineCarb, w kierunku wyższych temperatur nawęglania oraz szerszego zakresu obrabianych gatunków stali. PreNitLPC jest nowoczesną, szybką i ekonomiczną alternatywą nawęglania niskociśnieniowego pozwalającą na istotną intensyfikację tego procesu.

Poprzez dozowanie nośnika azotu podczas fazy kontrolowanego nagrzewu proces nawęglania może być prowadzony na wyższych temperaturach (1000°C i powyżej), jednocześnie utrzymując drobnoziarnistą strukturę warstwy obrabianej. Właściwości wytrzymałościowe są podobne do tych uzyskiwanych dla wsadów nawęglanych konwencjonalnie w niższych temperaturach.

Technologia ta pozwala zaoszczędzić na kosztach procesu poprzez skrócenie cyklu nawęglania oraz zmniejszenie zużycia gazów technologicznych (C2H2, C2H4, H2, NH3) mierzonych w litrach na minutę, a nie jak w przypadku technologii konwencjonalnych, w metrach sześciennych na godzinę. PreNitLPC jest unikatowym procesem dającym pełną wartość zarówno w zakresie kosztów obróbki jak i jej wydajności.

Patent No.: EP 1558780 & EP 1558781, Patent No.: US 7,513,958 & US 7,550,049

Kluczowe Właściwości Techniczne

Technologia PreNitLPC® z rodziny FineCarb – zwiększa jakość i wydajność nawęglania dzięki:

•   procesowi wysokotemperaturowemu, do 1050°C, utrzymującemu strukturę drobnoziarnistą

Rys. 1 Porównanie średnicy ziarna po nawęglaniu próżniowym stali 18CrNiMo7-6, skorelowanym dla temperatury 920°C, 1000°C i z zastosowaniem technologii LPC, PreNitLPC®

• zwiększona szybkość przyrostu warstwy utwardzonej
• skrócenie czasu cyklu nawęglania i w konsekwencji znaczna redukcja kosztów

Rys. 2 Przybliżone czasy nawęglania niskociśnieniowego LPC dla stali 16MnCr5 w zależności od wymaganej temperatury oraz umownej grubości warstwy utwardzonej.

oraz dalsze korzyści:

• niższa zawartość austenitu szczątkowego i obniżona zdolność tworzenia węglików przy zachowaniu niepogorszonych użytecznych właściwości mechanicznych

Rys. 3 Porównanie zawartości austenitu szczątkowego po nawęglaniu próżniowym stali 18CrNiMo7-6, skorelowanym dla temperatury 920°C, 1000°C i z zastosowaniem technologii LPC, PreNitLPC®

Rys. 4 Porównanie niższej zdolności tworzenia węglików po nawęglaniu próżniowym stali 18CrNiMo7-6, skorelowanym dla temperatury 920°C, 1050°C i z zastosowaniem technologii LPC, PreNitLPC®

• przeznaczenie dla typowych stali do nawęglania

Kluczowe Właściwości Ekonomiczne

• Im większa głębokość warstwy nawęglanej tym większa redukcja czasu

Rys. 5 Całkowity czas obróbki (od załadunku do rozładunku wsadu z pieca) dla nawęglania i hartowania olejowego części ze stali 16MnCr5 w zestawieniu z zastosowaną technologią, temperaturą i grubością warstwy. Technologią odniesienia (100%) jest konwencjonalne nawęglanie w atmosferze ENDO chłodzeniem olejowym przy 920°C. Zakres redukcji zależy od temperatury zastosowanej zgodnie z technologią PreNitLPC®.

• Im większa głębokość warstwy nawęglanej tym większa redukcja kosztów

Rys. 6 Porównanie kosztów mediów (energia elektryczna, gazy nawęglające) całego procesu (od załadunku do rozładunku wsadu z pieca) dla nawęglania i hartowania olejowego części ze stali 16MnCr5 pod kątem zastosowanej technologii, temperatury i grubości warstwy. Technologią odniesienia jest konwencjonalne nawęglanie w atmosferze endotermicznej z hartowaniem w oleju przy 920°C (1650°F). Zakres redukcji zależy od temperatury zastosowanej zgodnie z technologią PreNitLPC®.

• Im większa głębokość warstwy nawęglanej tym większe zyski

Rys. 7 Prawdopodobny wzrost zysków szacowany dla skrócenia czasu obróbki i redukcji kosztów mediów dla nawęglania zgodnie z technologią PreNitLPC® w odniesieniu do nawęglania w atmosferze kontrolowanej.

Nawęglanie Niskociśnieniowe wg FineCarb® oznacza:

• czystość procesu ze względu na wieloskładnikową mieszankę gazów nawęglających (CH4- C2H2 – H2)
• doskonałą penetrację węgla przy nawęglaniu gęsto upakowanych wsadów oraz elementów o skomplikowanych kształtach lub z zaślepionymi otworami (dysze silników Diesla)
• powtarzalna i szybka obróbka
• bardzo niskie zużycie gazów nawęglających
• lepsza jakość dzięki brakowi utleniania międzykrystalicznego (brak IGO) oraz precyzyjnej jednorodności warstwy nawęglonej
• łatwość nawęglania stali lotniczych oraz stopowych, tj.: Pyrowear® Alloy 57, M-50 NIL, SAE 9310, Ferrium® C61 alloy etc.
• technologia zgodna z NADCAP