Kyanidace je proces současného nasycení povrchu dílů uhlíkem a dusíkem.
Složení a vlastnosti kyanidované vrstvy jsou ovlivněny zejména teplotou procesu. Zvýšení teploty kyanidace vede ke zvýšení obsahu uhlíku ve vrstvě, zatímco snížení teploty vede ke zvýšení obsahu dusíku. Tloušťka kyanidované vrstvy také závisí na teplotě a době trvání procesu.
Existuje kyanidace kapalin a plynů. Kyanidace plynu se také nazývá nitrokarburizace. Kapalná kyanidace se provádí v roztavených solích obsahujících kyanid sodný.
Kyanidace při teplotách 820–850 °C umožňuje provádět kalení přímo z lázně. Po vytvrzení následuje nízkoteplotní popouštění.
Kyanidace při teplotách 820-850°C umožňuje získat vrstvy o tloušťce 0,15-0,35 mm za 30-90 minut. Pro získání vrstev o velké tloušťce (0,5-2,0 mm) se používá hluboká kyanidace při teplotách 900-950 °C, doba trvání 1,5-6,0 hod. Hluboká kyanidace má oproti karburaci řadu výhod: doba trvání procesu je kratší pro získání vrstva o dané tloušťce; menší deformace a deformace; vyšší odolnost proti opotřebení a zvýšená únavová pevnost.
Po kyanizaci se díl ochladí na vzduchu, znovu se zahřeje pro kalení a provede se nízkoteplotní popouštění. Tato úprava je nutná z toho důvodu, že při kyanidačních teplotách (900-950°C) austenitové zrno silně roste a k jeho rozmělnění je nutný opětovný ohřev. Struktura kyanidované vrstvy po vytvrzení je stejná jako po nauhličení.
Nevýhodou kyanidace je toxicita kyanidových solí. Proto se kyanidace provádí ve speciálně k tomu určených místnostech při dodržení bezpečnostních opatření.
Nitrokarburizace se provádí při teplotách 840-860 °C v plynné směsi nauhličovacího plynu a čpavku. Doba trvání procesu závisí na hloubce nasycené vrstvy a pohybuje se od 1 do 10 hod. Tloušťka vrstvy se pohybuje od 0,1 do 1,0 mm.
Po nitrokarburizaci jsou výrobky podrobeny kalení a nízkoteplotnímu popouštění při teplotě 160–180 °C.
Nízkoteplotní kyanidace se provádí při teplotách 540–560 °C ve vrstvách roztaveného kyanidu. Nástroje vyrobené z rychlořezných ocelí jsou podrobeny nízkoteplotnímu pokovování kyanidem, aby se zvýšila jejich odolnost proti řezání. V důsledku této úpravy se vytvoří nitrokarbonizovaná vrstva o tloušťce 0,02-0,04 mm. Doba trvání procesu je 1-1,5 hodiny.
Nitridace
Nitridace je proces nasycení povrchu oceli dusíkem. Proces probíhá v prostředí amoniaku při teplotě 480-650 ° C. Při těchto teplotách se uvolňuje atomární dusík, který difunduje do povrchových vrstev dílce.
K nitridaci se používají středně uhlíkové legované oceli. Při nitridaci legovaných ocelí tvoří dusík stabilní nitridy s legujícími prvky, které dávají nitridované vrstvě vysokou tvrdost.
Před nitridací jsou díly podrobeny tepelnému zpracování, které se skládá z kalení a vysokoteplotního popouštění. Poté se provede mechanické zpracování, aby se získaly konečné rozměry produktu.
Oblasti, které nepodléhají nitridaci, jsou chráněny tenkou vrstvou (0,001-0,015 mm) cínu nanesenou elektrolytickou metodou nebo tekutým sklem. Při procesu nitridace se cín taví a vlivem povrchového napětí se drží na povrchu oceli ve formě tenkého filmu nepropustného pro dusík. Doba trvání procesu závisí na tloušťce vrstvy. Obvykle se proces nitridace provádí při teplotách 500–520 °C. V tomto případě se vrstvy do tloušťky 0,5 mm získají za 24–90 hodin.
Pro urychlení procesu nitridace se používá dvoustupňový cyklus. Zpočátku se nitridace provádí při 500-520°C a poté se teplota zvýší na 580-600°C.To urychlí proces 1,5-2x při zachování vysoké tvrdosti nitridované vrstvy.
Při procesu nitridace se rozměry dílů mění v důsledku zvětšení objemu povrchové vrstvy. Čím vyšší je procesní teplota a čím větší je tloušťka nitridované vrstvy, tím větší je změna rozměrů dílů.
Pro zvýšení korozní odolnosti výrobků se nitridace provádí při teplotě 600-700°C po dobu 15 minut. pro malé díly a 6-10 hodin pro velké díly.
Proces kapalné nitridace se provádí při teplotě 570 °C v tavenině solí obsahujících kyanid. Tavenina je během procesu kontinuálně vháněna suchým a čistým vzduchem, který zajišťuje přeměnu kyanidu na kyanát, který je dodavatelem atomů uhlíku a dusíku.
Výhodou kapalné nitridace je výrazné zkrácení doby pro získání nasycené vrstvy ve srovnání s nitridací plynovou (vrstva o tloušťce 0,10-0,20 mm se získá za 1,5-3 hodiny). Kromě toho nepřítomnost vodíku v médiu zvyšuje viskozitu vrstvy. Nevýhodou postupu je použití toxických solí.
Iontová nitridace je široce používána. Oproti plynové nitridaci má řadu výhod: kratší dobu trvání procesu, vyšší kvalitu nitridované vrstvy, sníženou křehkost vrstvy.
