W jednej z fabryk silników elektrycznych wprowadzono kiedyś w produkcji narzędzi azotowanie stali narzędziowej. W efekcie ostrzenie wykrojników, które wcześniej odbywało się co jedną zmianę, po azotowaniu można było przeprowadzać co dwie zmiany.
Azotowanie stali to technologia obróbki cieplno-chemicznej, w której powierzchnia stali zostaje nasycona azotem. Podczas tego procesu azot wnika w warstwę powierzchniową stali, tworząc z pierwiastkami stopowymi azotki metali i modyfikując właściwości mechaniczne. Zwiększona zostaje twardość powierzchniowa, przy czym struktura
wewnętrzna pozostaje bez zmian.
Dodatkowa obróbka cieplna po zakończeniu procesu jest niepotrzebna. Eliminuje to odkształcenia i dalszą obróbkę mechaniczną – szlifowanie. Azotowanie tworzy wyjątkowo trwałą i odporną warstwę wierzchnią o grubości do 0,6 mm, utrzymującą się również w ekstremalnych warunkach.
Azotowaniu poddaje się przede wszystkim stale narzędziowe (chociaż nie tylko), które dzieli się na stale do pracy na zimno i do pracy na gorąco.
Stale narzędziowe przeznaczone są do wykonywania narzędzi skrawających, takich jak noże tokarskie, frezy, formy do odlewania metali, do produkcji matryc w tłocznictwie, stempli wykrojników i innych narzędzi produkcyjnych. Ze względu na różnorodność narzędzi stale narzędziowe powinny mieć następujące właściwości, w zależności od konkretnego przeznaczenia:
- wysoką twardość, do 1200 HV,
- odporność na ścieranie,
- stabilności kształtu,
- trwałość, zwłaszcza w produkcji seryjnej.
Dla uzyskania podanych powyżej właściwości, realizowany jest proces azotowania, polegający na dyfuzyjnym wzbogacaniu powierzchni stali azotem, które prowadzone jest w kontrolowanej atmosferze i stałej temperaturze (najczęściej 450-590 °C). Górna temperatura nie powinna być przekroczona, gdyż może to prowadzić do zmian strukturalnych materiału narzędzia. Atomy azotu wnikają więc w powierzchnię metalu, łącząc się z żelazem i pierwiastkami stopowymi, tworząc azotki metali. W efekcie powstaje twarda powierzchnia, która składa się z warstwy związków (tzw. białej warstwy) oraz warstwy dyfuzyjnej.
Azotowanie daje najlepsze wyniki przy stalach stopowych zawierających powyżej 1,0% aluminium.
Poprzez azotowanie uzyskuje się:
- zwiększenie odporności na ścieranie,
- zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej,
- poprawę właściwości antykorozyjnych,
- wydłużenie żywotności narzędzi,
- zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych.
cały artykuł jest dostępny w wydaniu płatnym 9/10 (228/229) wrzesień/październik 2026
