Przedmiotem wynalazku jest sposób strumieniowego azotowania metali i ich stopów.Stosowane i podawane w literaturze fachowej sposoby azotowania metali i ich stopów dotycza przewaznie metod jonowych i znane sa miedzy innymi z opisu patentowego PRL nr 87 885.Polegaja one na jonizacji gazowego czynnika azotujacego przy zastosowaniu zródla pradu stalego i uzycia wzbudnika indukcyjnego lub palnika do nagrzewania obrabianej powierzchni przedmiotu.Znane sa równiez sposoby azotowania w których czynnikiem azotujacym jest amoniak, jak równiez azotonasiarczania, w których stosuje sie amoniak i pary siarki znane miedzy innymi z opisu patentowego PRL nr 104023. Znanych jest równiez wiele odmian azotowania takich jak azotowanie jedno lub wielostopniowe na przyklad dwustopniowe znane z opisu patentowego PRL nr 107091. W znanych sposobach predkosc liniowa czynnika azotujacego wynosi 1-10 cm/s.Uzyskiwane w tych sposobach warstwy azotowane zaleznie od gatunku azotowanej stali w zakresie temperatur 480-600°C w czasie 5-40 godzin osiagaja grubosci wynoszace odpowiednio od 50-200/xm.Istota sposobu strumieniowego azotowania metali i ich stopów wedlug wynalazku polegaja¬ cego na ogrzaniu powierzchni obrabianych metali do temperatury 530-550°C i doprowadzeniu do tej powierzchni czynnika gazowego zawierajacego azot jest to, ze na ogrzane do temperatury 530-550°C i otrzymywanie w tej temperaturze detale obrabiane doprowadza sie przez jadro plomienia palnika strumien dowolnego czynnika gazowego zawierajacego azot z pradkoscia liniowa 50-4200 m/s, przy czym gazem spalanym w palniku jest acetylen, etan, propan lub ich mieszaniny.Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, ze pozwala na uzyskiwanie warstw azotowanych na obrabianych powierzchniach o grubosciach dochodzacych do 3 mm w czasie 20-30 minut dzieki wykorzystaniu tak niezwykle istotnego parametru procesu jakim jest liniowa szybkosc wyplywu amoniaku lub innego czynnika zawierajacego azot. W innych sposobach miedzy innymi w przywo¬ lanym wedlug patentu PRL nr 107091 w tym samym czasie, niezaleznie od temperatury procesu uzyskujemy warstwa azotówane o grubosciach od kilku do kilkudziesieciu mikrometrów.W sposo¬ bie wedlug wynalazku otrzymuje sie warstwy azotowane poczynajac od najkrótszych czasów azotowania od 10 sekund do 60 godzin wlacznie kilkaset razy grubsze niz w innych sposobach azotowania, co swiadczy zarówno o innym mechanizmie ich tworzenia jak tez i innej budowie strukturalnej wytworzonej warstwy. Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku istnieje mozli¬ wosc wytwarzania warstw azotowanych na wielogabarytowych przedmiotach i elementach czesci2 129 984 maszyn takich jak: loza obrabiarek, czopy walów silników okretowych, stempele i matryce ciagowe z wysokostopowych stali narzedziowych. Sposób mozna stosowac do obróbki elementów przy doplywie powietrza, poniewaz uzyskany przez dobór wyzej wymienionych szybkosci wyplywu amoniaku potencjal azotowy jest bardzo wysoki, a tworzeniu sie warstw nieutlenionych sprzyja duza zawartosc wodoru, który w temperaturze procesu jest czynnikiem silnie redukujacym tlenki metali. Ponadto gaz bedacy czynnikiem grzejnym chroni azotowane fragmenty powierzchni przed utleniajacym dzialaniem tlenu z atmosfery.W sposobie strumieniowego azotowania metali i ich stopów wedlug wynalazku powierzchnie obrabianych metali podgrzewa sie do temperatury 530-550°C i utrzymuje sieje w tej temperaturze.Na ogrzana powierzchnie doprowadza sie przez jadro plomienia palnika strumien dowolnego Czynnika gazowego zawierajacego azot z predkoscia liniowa 50-4200 m/s, przy czym gazem spalanym w palniku jest acetylen, etan, propan lub ich mieszaniny. Czasyprowadzenia procesu dla podanych temperatur i pradkosci liniowych czynnika azotujacego wynosza odpowiednio 30 min do 45 sekund. Sposób azotowania wedlug wynalazku polega na azotowaniuprzedmiotów przy uzyciu dowolnego typu palnika zakonczonego dysza dajaca punktowy lub liniowy wyplyw dowolnego czynnika zawierajacego azot na przyklad gazowego amoniaku.Zaleznie od konstrukcji koncówki palnika strumien wyplywajacego gazu moze byc skupiony lub rozproszony obejmujacy fragment azotowanej powierzchni. Doprowadzony przez jadro plo¬ mienia palnika strumien dowolnego czynnika gazowego zawierajacego azot na przyklad gazowego amoniaku powoduje utworzenie ciezkich dodatnich jonów azotu, zwlaszcza N*, N2*, N3+, N/ implantujacych w nasycane powierzchnie przedmiotów w wynikuduzej szybkosci liniowej strumie¬ nia gazowego amoniaku wynoszacej od 50 do 4200 m/s. W rozwiazaniu wedlug zgloszenia wyna¬ lazku wykorzystano zjawisko polegajace na pokonaniu bariery energetycznej i tak zwanej warstwy Nernsta przeciwdzialajacej dyfuzji azotu, a tworzacej sie w warstwie przypowierzchniowej nasyca¬ nych przedmiotów. W znanych i w przywolanych rozwiazaniachjedynie niewielki procent—okolo 0,2% atmosfery uczestniczy w tworzeniu warstwy w wyniku adsorpcji azotanu atomowego. W roz¬ wiazaniu wedlug zgloszenia wynalazku dominujaca role odgrywa proces implantacji ciezkich dodatnich jonów azotu. W sposobie wedlug wynalazku najistotniejszym parametrem jest liniowa szybkosc wyplywu czynnika zawierajacego azot. Przy zblizonych czasach procesów prowadzonych w podanym przedziale temperatur, grubosc warstwy azotowanej znacznie wzrasta ze zwiekszeniem liniowej szybkosci wyplywu czynnikaaktywnego, natomiast przy stalej liniowej szybkosci wyplywu czynnika aktywnego zwiekszenie czasu procesu powoduje wolniejszy przyrost grubosci warstwy azotowanej.Przyklad I. Wodziki ze stali 40H2MF poddano azotowaniu konwencjonalnemuw atmos¬ ferze amoniaku w temperaturze 530°C w czasie 30 minut. Uzyskano warstwy azotowane o grubosci 10 /*m.Przykladu. Wodziki ze stali 40H2MFpoddanoprocesowi azotowania strumieniowego w temperaturze 530°C w czasie 60 minut przy liniowej szybkosci wyplywu strumienia NH3 v=350 m/s. Uzyskano warstwe azotowana o grubosci 2,5 mm.Przyklad III. Wodziki ze stali 40H2MF poddano azotowaniu strumieniowemu w tempe¬ raturze 530°C w czasie 20 minut przy szybkosci wyplywu strumienia NH3 v=500 m/s. Otrzymano warstwe azotowana o grubosci 3,3 mm.Pr z y k l a d IV. Wodziki ze stali 40H2MF poddano azotowaniu strumieniowemu w tempe¬ raturze 530°C w czasie 20 minut przy szybkosci wyplywu NH3 v=350 m/s. Otrzymano warstwe azotowana o grubosci 2,2 mm.Zastrzezenie patentowe Sposób strumieniowego azotowania metali i ich stopów polegajacy na ogrzaniu powierzchni obrabianych metali do temperatury 530-550°C i doprowadzeniu do tej powierzchni czynnika gazowego zawierajacego azot, znamienny tym, ze na ogrzane do temperatury 530-550°C i utrzymy¬ wane w tej temperaturze detale obrabiane doprowadza sie przezjadro plomienia palnika strumien dowolnego czynnika gazowego zawierajacego azot z predkoscia liniowa 50-4200 m/s, przy czym gazem spalanym w palniku jest acetylen, etan, propan lub ich mieszaniny.Pracowni* Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PLThe subject of the invention is the method of jet nitriding of metals and their alloys. The methods of nitriding metals and their alloys used and reported in the professional literature mainly concern ionic methods and are known, inter alia, from the Polish patent description No. 87 885. They consist in ionization of a gaseous nitriding agent using a source There are also known methods of nitriding in which the nitriding agent is ammonia, as well as nitriding sulfurization, in which ammonia and sulfur vapors are used, known, among others, from PRL patent description No. 104023. There are also many types of nitriding, such as single or multi-stage nitriding, for example, two-stage nitriding known from the patent description of the Polish People's Republic No. 107091. In the known methods, the linear speed of the nitriding agent is 1-10 cm / s. 480-60 0 ° C and within 5-40 hours they reach the thicknesses ranging from 50-200 m, respectively. The essence of the method of jet nitriding of metals and their alloys according to the invention is based on heating the surface of the treated metals to a temperature of 530-550 ° C and bringing the surface to this surface gaseous medium containing nitrogen is that, heated to a temperature of 530-550 ° C and obtaining at this temperature, the workpieces are fed through the core of the burner flame a stream of any gaseous medium containing nitrogen with a linear speed of 50-4200 m / s, with the gas being burned in the burner there is acetylene, ethane, propane or their mixtures. The advantageous effect of the invention is that it allows to obtain nitrided layers on the treated surfaces with a thickness of up to 3 mm in 20-30 minutes thanks to the use of such an extremely important process parameter, which is the linear speed leakage of ammonia or other nitrogen-containing media. In other methods, for example, in the case of the patent of the Polish People's Republic No. 107091, at the same time, regardless of the process temperature, we obtain a nitrided layer with a thickness from a few to several dozen micrometers. The method according to the invention provides nitrided layers starting from the shortest nitriding times from 10 seconds to 60 hours, including several hundred times thicker than in other methods of nitriding, which proves both a different mechanism of their formation and a different structural structure of the created layer. When using the method according to the invention, it is possible to produce nitrided layers on large-size workpieces and parts of machines such as machine tool beds, shaft journals of marine engines, punches and drawing dies from high-alloy tool steels. The method can be used for the treatment of elements with the air supply, because the nitrogen potential obtained by selecting the above-mentioned rates of ammonia outflow is very high, and the formation of non-oxidized layers is favored by a high content of hydrogen, which at the process temperature is a factor that strongly reduces metal oxides. In addition, the gas being a heating factor protects the nitrided surface fragments against the oxidizing action of oxygen from the atmosphere. In the method of jet nitriding of metals and their alloys, according to the invention, the surfaces of the treated metals are heated to a temperature of 530-550 ° C and kept at this temperature. a stream of any gaseous medium containing nitrogen through the core of the burner flame with a linear velocity of 50-4200 m / s, with the gas burned in the burner being acetylene, ethane, propane or their mixtures. Process times for the given temperatures and linear speeds of the nitriding agent are respectively 30 minutes to 45 seconds. The method of nitriding according to the invention consists in the nitriding of objects using any type of burner with a nozzle giving a point or line outflow of any nitrogen-containing medium, for example ammonia gas. Depending on the design of the burner tip, the flow of gas may be concentrated or diffused covering a fragment of the nitrided surface. The stream of any gaseous medium containing nitrogen, for example, ammonia gas, led through the core of the burner flame causes the formation of heavy positive nitrogen ions, especially N *, N2 *, N3 +, N), which are implanted in the saturated surfaces of the objects as a result of the high linear velocity of the ammonia gas stream of from 50 to 4200 m / s. In the solution according to the application of the invention, the phenomenon of overcoming the energy barrier and the so-called Nernst layer counteracting nitrogen diffusion, formed in the surface layer of saturated objects, was used. In the known and referenced solutions, only a small percentage — about 0.2% of the atmosphere is involved in the formation of the layer by atomic nitrate adsorption. In the solution according to the application of the invention, the process of implantation of heavy positive nitrogen ions plays a dominant role. In the method according to the invention, the most important parameter is the linear flow rate of the nitrogen-containing medium. At similar times of the processes carried out in the given temperature range, the thickness of the nitrided layer increases significantly with the increase of the linear rate of the outflow of the active agent, while at the constant linear rate of the outflow of the active agent, the increase in the process time causes a slower increase in the thickness of the nitrided layer. ammonia atmosphere at 530 ° C. for 30 minutes. Nitrided layers with a thickness of 10 µm were obtained. Crossheads made of 40H2MF steel were subjected to the stream nitriding process at the temperature of 530 ° C for 60 minutes at the linear NH3 stream outflow rate v = 350 m / s. A 2.5 mm thick nitrided layer was obtained. Example III. Crossheads made of 40H2MF steel were subjected to jet nitriding at the temperature of 530 ° C. for 20 minutes at the NH3 stream flow rate v = 500 m / s. A nitrided layer with a thickness of 3.3 mm was obtained. Pr z y k l a d IV. Crossheads made of 40H2MF steel were subjected to jet nitriding at the temperature of 530 ° C for 20 minutes at the NH3 flow rate v = 350 m / s. A 2.2 mm thick nitrided layer was obtained. Patent claim A method of jet nitriding of metals and their alloys consisting in heating the surface of the treated metals to a temperature of 530-550 ° C and supplying this surface with a nitrogen-containing gas medium, characterized in that it is heated to the temperature 530-550 ° C and the workpieces kept at this temperature are fed through the nucleus of the burner flame a stream of any gaseous medium containing nitrogen at a linear speed of 50-4200 m / s, with the gas burned in the burner being acetylene, ethane, propane or their mixtures .Pracownia * Poligraficzna UP PRL. Mintage 100 copies Price PLN 100 PL