V posledních letech se komplikují podmínky použití látek s obsahem Cr6+ pro povrchové úpravy, jako např. pro tvrdé chromování. Jednou z technologií, které mají potenciál být náhradou tvrdochromu, je i technologie CLIN.
Technologie CLIN
Technologie CLIN představuje karbonitridaci v solné lázni s následnou oxidací. Jde o chemicko-tepelné zpracování, při kterém se povrch materiálu obohacuje o atomy dusíku a uhlíku pomocí difuze do materiálu. Vrstva se tedy nevytváří na povrchu materiálu, jako je tomu u galvanických úprav, ale v povrchové vrstvě.
Pracovní postup
Pracovní postup technologie CLIN je jednoduchý. Po předběžném očištění (odmaštění a oplach) a po předehřátí ve vzduchové peci s nucenou cirkulací na teplotu 350-450°C se dílce karbonitridují po dobu průměrně 60-120 minut v solné lázni. Teplota zpracování je 530-630°C. Dalším krokem je oxidační ochlazování při teplotě 400-450°C. Dále následuje ochlazení ve vodě, několika stupňový oplach a konzervace v kapalině, která výrazně zvyšuje korozní odolnost (volitelný stupeň procesu).
Před impregnací může následovat mechanické opracování (omílání, tryskání atd.). Aplikuje se na dílce, kde jsou vysoké nároky na drsnost povrchu. Dále může následovat druhé oxidační. Důležité je, že se drsnost již vyleštěného povrchu při následné oxidaci nemění.
Zlepšení vlastností zpracovaných dílců technologií CLIN
Vytvoření nitridované vrstvy
Při karbonitridaci v solné lázni metodou CLIN se difuzí dusíku a uhlíku vytváří vnější sloučeninová vrstva a pod ní navazující difúzní vrstva. Podle obsahu legujících prvků v použitém základním materiálu je tvrdost vrstvy v rozmezí 700-1600 HV. Sloučeninová vrstva je tvořena z ε-nitridů železa, s obsahem dusíku 6 až 9 % a s obsahem uhlíku 1 až 2 %. V oxidační lázni se na ní vytváří kompaktní vrstva Fe3O4. Sloučeninová vrstva má podle typu oceli tloušťku 5-20 µm a celková hloubka karbonitridace je 0,2-0,5 mm.
Zlepšení korozní odolnosti
Korozní odolnost dílců zpracovaných technologií CLIN je dána jednak výše popsanou sloučeninovou vrstvou, k dalšímu zlepšení korozní odolnosti pomáhá oxidační zpracování dílců a následná impregnace. S ohledem na typ oceli, technologické parametry a použitou impregnační kapalinu, se korozní odolnost pohybuje od 120 do 1200 hod. (dle ISO 9227).
Další zlepšení vlastností obrobků
Kromě korozní odolnosti poskytuje sloučeninová vrstva vynikající otěruvzdornost a snižuje tendenci k navařování s protilehlými kovovými plochami. Karbonitridovaná vrstva kladně působí i v případě abrazivního namáhání. Nelze nezmínit i skutečnost, že díky tomu, že sloučeninová vrstva vzniká difuzním procesem, nedochází k jejímu odlupování nebo praskání. Sloučeninová vrstva je také díky své povaze odolná vůči vodíkoví křehkosti.
Příklady použití
Kombinace zatěžování korozí a otěrem se v praxi vyskytuje velmi často. Proto technologie CLIN nachází stále větší použití pro zpracování pístních tyček, pro ošetření hydraulických válců, motorových ventilů, částí armatur nebo pro zpracování brzdových pístů a destiček, kde se doposud většinou používalo chromování.
Udržitelnost technologie z hlediska životního prostředí
Veškeré chemikálie, které se při provozu používají, splňují nařízení REACH a nejsou na seznamu SHVC látek. Povrch dílců, zpracovaných technologií CLIN vyhovuje i dalším nařízením, jako např. RoHS nebo PFAS. Technologie CLIN je také schválená pro použití v potravinářském průmyslu.
Moderní linky pro provoz technologie CLIN jsou vybaveny účinným odsáváním emisí (včetně čištění), zařízením na optimalizaci spotřeby elektrické energie nebo vody. Společnost HEF Groupe je v současné době také světově jediným provozovatelem technologie karbonitridace v solné lázni, který shromažďuje technologické odpady a ve vlastním zařízení je recykluje.
Text/Foto Ing. Jan Gerstenberger, HEF-DURFERRIT, s. r. o.
