Pokud potřebujete hlubokou tvrdou vrstvu a houževnaté jádro, zvolte obvykle cementaci + kalení + popuštění. Pokud je prioritou tvrdý povrch bez výrazných deformací a výborná rozměrová stabilita, vyplatí se nitridace (případně karbonitridace / Tenifer QPQ pro lepší třecí a korozní vlastnosti).
Proč toto srovnání
Oba procesy patří mezi chemicko‑tepelné zpracování a zásadně ovlivňují životnost, opotřebení i rozměrovou stabilitu. Správná volba šetří náklady na broušení, reklamace i odstávky výroby.
Základní principy a kroky procesů
Cementace (cementování) + kalení
-
Nasycení povrchu uhlíkem na definovanou hloubku (typicky 0,3–1,5 mm).
-
Kalení z austenitizační teploty → vznik tvrdého martenzitu v povrchové vrstvě.
-
Popuštění na cílové vlastnosti (tvrdost, houževnatost).
Výsledek: tvrdý povrch (≈58–64 HRC) + houževnaté jádro; vhodné tam, kde je požadavek na větší hloubku vrstvy.
Nitridace
-
Difuze dusíku do povrchu (plyn/plazma/sůl).
-
Vznik nitridů a slitkové vrstvy (compound layer) s velmi vysokou povrchovou tvrdostí.
Výsledek: vysoká tvrdost povrchu (lokálně ~1000–1200 HV, dle materiálu a režimu), velmi dobrá odolnost proti opotřebení a minimální deformace, obvykle bez následného kalení v kapalině.
Poznámka: Karbonitridace / Tenifer QPQ přidává do povrchu kromě dusíku i uhlík a často zahrnuje následné polishing + post‑oxidaci, která zlepšuje korozní odolnost a snižuje tření (tmavý/černý vzhled).
Typické materiály a doporučení
| Aplikace / materiál | Doporučení procesu | Poznámky |
|---|---|---|
| 16MnCr5 (1.7131), 20MnCr5 | Cementace 0,8–1,2 mm + kalení + popuštění | Převodovky, ozubená kola, hřídele s požadavkem na hlubší vrstvu a houževnaté jádro |
| 42CrMo4 (1.7225), 34CrNiMo6 | Spíše nitridace (pro stabilitu) nebo zušlechťování + nitridace | Vysoká pevnost, díly vyžadující rozměrovou stabilitu a odolnost proti opotřebení |
| C45E (1.1191) | Možné kalit lokálně (indukčně) nebo celoobjemově | Důležité přídavky na broušení a krytí závitů |
| Nástrojové oceli (1.2379/D2, 1.2343/H11) | Nitridace po předchozím zušlechtění | Vyšší povrchová tvrdost, snížení tření nástroje, opatrně s teplotou |
Rozměrová stabilita a deformace
-
Cementace + kalení: dochází k prudkému ochlazení (olej/voda/polymer/solná lázeň), a tedy k vyšším rizikům křivosti. Řešení: přípravky, správné uložení, řízené médium, přídavky na broušení a popuštění.
-
Nitridace: bez kalení v kapalině → výborná stabilita a minimální pnutí. Vhodné pro přesné díly, tenkostěnné součásti a po finálním obrábění.
Hloubka vrstvy a tvrdost
-
Cementace: běžně Eht 0,8–1,2 mm (dle zadání); tvrdost povrchu ~58–64 HRC po kalení.
-
Nitridace: obvyklá difuzní vrstva 0,1–0,6 mm (závisí na materiálu a čase) s velmi vysokou povrchovou tvrdostí (HV) a výrazně lepší odolností vůči otěru.
Opotřebení, tření a korozní odolnost
-
Cementace: excelentní únava povrchu a valivé kontakty (ozubené převody).
-
Nitridace: skvělá odolnost proti adhezivnímu opotřebení a zadírání; Tenifer QPQ přidává post‑oxidaci a hladký povrch s nižším koeficientem tření a vyšší korozní odolností (černý dekorativní finish).
Tolerance, přídavky a povrch
-
Před zpracováním definujte: kritické plochy, závity a utěsnění (maskování), přídavky na broušení (cementace), požadovanou hloubku vrstvy a měřicí metodiku (např. Eht, Nht).
-
Nitridace: často bez následného broušení; pamatujte na požadovaný drsnostní parametr a možné leštění/polishing.
-
Cementace: obvykle nutné finální broušení na toleranci po kalení.
Jak vybrat správný proces (rychlá matice rozhodnutí)
-
Potřebuji hlubokou vrstvu (>0,6–0,8 mm) a houževnaté jádro → Cementace + kalení.
-
Priorita je rozměrová stabilita a minimální křivost → Nitridace.
-
Chci snížit tření a zlepšit korozní odolnost → Karbonitridace / Tenifer QPQ.
-
Díl je tenkostěnný / přesně obrobený → Nitridace.
-
Ozubená kola, vačky, hřídele s rázovým zatížením → Cementace.
Checklist pro zadání poptávky
-
Materiál a norma (např. 16MnCr5 / 1.7131; 42CrMo4 / 1.7225)
-
Požadovaná hloubka a typ vrstvy (Eht/Nht, compound layer ano/ne)
-
Cílové vlastnosti (tvrdost HRC/HV, rozměrová stabilita)
-
Tolerance a přídavky (broušení po cementaci vs. bez broušení po nitridaci)
-
Maskování (závity, otvory, dosedací plochy)
-
Protokoly měření (tvrdost, profil tvrdosti, metalografie)
-
Logistika a termín (ks, hmotnosti, balení)
FAQ
Je možné kombinovat procesy?
Ano, například zušlechtění + nitridace pro vyšší jádrovou pevnost a tvrdý povrch.
Jak zvolit médium při kalení po cementaci?
Dle prokalitelnosti a geometrie: nejčastěji olej (kompromis křivost vs. prokalení), u speciálních případů solná lázeň či polymer.
Co když potřebuji černý vzhled a nízké tření?
Zvažte Tenifer QPQ (karbonitridace + post‑oxidace + polishing).