Editorial

TRATAMENTE TERMOCHIMICE – DIRECTII DE DEZVOLTARE

Având în vedere ca domeniul tratamentelor termochimice si ingineriei suprafetelor aduc un aport important la cresterea performantelor în exploatare a pieselor realizate din materiale metalice, comunitatea stiintifica internationala (institute de cercetare, asociatii profesionale, companii industriale care au centre de cercetare) plecând de la stadiul actual de aplicare a stabilit directiile de cercetare pentru viitorii ani.

Principalele tehnologii aplicate la care se prevad evolutii importante în viitorii ani sunt:

• Procese de difuzie cu C, N, O la temperaturi sub 700 *C
• Procese de difuzie cu C, N la temperaturi peste 850 *C

Pentru ambele tipuri de procese cercetarile se desfasoara în prezent atât în directia perfectionarii metodelor de control si a reducerii duratelor de proces cât si în directia perfectionarii si automatizarii instalatiilor.

Procesele de difuzie la temperaturi sub 700 *C – nitrurarea, nitrocarburarea, oxinitrocarburarea au cunoscut cea mai spectaculoasa extindere în ultimii 10 ani datorita urmatoarelor avantaje:

• deformatii minime;
• durata de proces redusa;
• consumuri energetice reduse;
• proprietati de utilizare (rezistenta la uzura, rezistenta la coroziune) excelente.

Dezvoltându-se concurential nitrocarburarea în mediul lichid (Tenifer, Melonite) cu nitrocarburarea în mediul gazos si nitrocarburarea în plasma, pâna în prezent cea mai mare extindere a cunoscut nitrocarburarea gazoasa, aceasta datorita în special usurintei în aplicare si a evittrii surselor de poluare.

Cercetari recente au pus în evidenta posibilitatea de accelerare a proceselor de difuzie prin pre-oxidare si prin utilizarea unui raport optim privind gazele utilizate cât si realizarea unor proprietati de utilizare diferentiate, functie de presiunea partiala a principalelor componente N, C, O.

Oxidarea în perioada de racire combinata cu racirea în ulei aditivat conduce la o crestere importanta a rezistentei la coroziune si chiar la posibilitatea înlocuirii unor depuneri anticorozive (vopsire, acoperiri electrochimice etc.)

Procesele de difuzie cu C si N la temperatura peste 850 oC au constituit în ultimii ani de asemenea obiectul unor cercetari sistematice. În acest caz, principalul obiectiv a fost reducerea costurilor de fabricatie prin reducerea consumurilor de energie si de gaze tehnologice.

Pentru piesele care necesita straturi cu grosime sub 0,8 mm procesul care este recomandat este carbonitrurarea.

În ultimii 2 ani carburarea la presiuni scazute a constituit obiect de cercetare pentru multe companii si laboratoare de cercetare în domeniu. Dezvoltarea de oteluri microaliate cu pamânturi rare a permis cresterea temperaturii de regim la carburare în domeniul 1000-1050 *C, cu efecte deosebite asupra accelerarii proceselor de difuzie.

De asemenea utilizarea acetilenei (C2H2) a condus atât la reducerea debitului de gaz utilizat cât si în special la un aport mare de carbon în procesul de difuzie. Un impediment în dezvoltarea procesului de carburare la presiuni scazute este cel al costurilor instalatiilor.

Principalele avantaje si dezavantaje ale carburarii în vid în comparatie cu carburarea în atmosfera controlata sunt prezentate în tabelul de mai jos :

Cu toate dezavantajele privind investitiile se preconizeaza ca în viitorii 10 ani carburarea în vid va ajunge la 10-15%.

În paralel cu procesele de difuzie se fac cercetari pentru a creste performantele cuptoarelor:

• reducerea consumurilor energetice cu 10-15%;
• reducerea la minim a noxelor;
• cresterea productivitatii si reducerea costurilor de productie cu pâna la 50%;
• cresterea duratei de viata;
• reducerea deformatiilor prin modificarea sistemelor de racire;
• reducerea preului cuptoarelor cu 20-40%.

Un alt domeniu de cercetare este cel al senzorilor de proces în timp real, utilizati atât pentru controlul încalzirii si racirii cât si pentru cel al masurarii adâncimii de strat.

Pe baza dezvoltarii tehnologiilor si al senzorilor, modelarea va conduce la posibilitatea simularii si previzionarii rezultatelor privind procesele de încalzire, difuzie si al transformarilor în stare solida.

Modelarea va permite realizarea unor banci de date privind corelatia tensiuni-deformatii, influenta parametrilor de material si de proces asupra proprietatilor de utilizare si în final proiectarea proceselor de tratament termochimic în functie de caracteristicile de utilizare solicitate pieselor în exploatare.

O parte din problemele enuntate mai sus se afla în cercetare si în laboratoare din România urmând ca în viitor sa apara aplicatii industriale.

Este de remarcat ca în mai multe societati comerciale românesti functioneaza cu mare succes instalatii de nitrocarburare.

Sunt de asemenea în functiune mai multe instalatii de carburare, carbonitrurare, prevazute cu sisteme de simulare si conducere automata a proceselor utilizând calculatoare de proces.

Asociatia de Tratamente Termice si Ingineria Suprafetelor din România – ATTIS – are de asemenea sarcina de a informa membrii noi asupra directiilor de dezvoltare a domeniului si de a recomanda extinderea tehnologiilor noi si eficiente în industrie.

Desigur ca una din sarcinile de baza ale ATTIS, este de a stimula dezvoltarea unor societati comerciale cu specific de tratamente termice si termochimice, singurul mod eficient de a realiza tratamentul termic.

Prof. Dr. Ing. Leontin Druga
Presedinte ATTIS