Nitrattavan kappaleen kiinnityksen suunnittelu : nitrausprosessiin tutustuminen

Abstract

Opinnäytetyössä suunniteltiin nitrausprosessiin tilankäytön ja massan kannalta optimoitu panosteline. Työssä perehdyttiin nitraukseen ja ennakoitiin uuden prosessin aloitusta yrityksessä. Nitraus on teräksen pintakäsittelyprosessi, jossa kappaleen pintaan johdetaan typpeä luoden sille kovan ja ohuen pintakerroksen. Typetyksen hyviä puolia ovat vähäiset mittamuutokset johtuen alhaisesta käsittelylämpötilasta, tuotteen hyvät liukuominaisuudet ja hyvä korroosionkesto. Nitrauksen jälkeen kappale kestää erinomaisesti kovaa tasaista kuormitusta. Prosessin yleisin muoto on hiilitypetys, joka on suhteellisen nopea ja edullinen menetelmä verrattuna perinteiseen kaasutypetykseen. Prosessia käytetään paljon työkalujen ja polttomoottoreiden osien valmistuksessa. Suomessa yleisesti alihankintatypetystä tekevät teräksen lämpökäsittelyä tarjoavat yritykset. Laitteistoja on myös suurilla konserneilla osana oman tuotteen valmistusprosessia. Työn teoriaosuudessa perehdyttiin teräksen ominaisuuksiin, tuotteen valmistusprosessiin sekä itse nitrauksen teoriaan. Toimeksiantaja laajensi opinnäytetyön myötä tietouttaan uudesta prosessista osana tuotantoa ja sai tarvittavaa esityötä uuden prosessin aloitukseen.

In the thesis, a charge unit was optimized for space utilization and the mass used in a nitriding process was designed. In the thesis the nitriding process was studied, as the beginning of a new process in the company was anticipated. Nitriding is a surface treatment process of steel, where nitrogen is diffused into the surface of a product, creating a hard and thin surface layer. The benefits of nitriding are minor dimensional changes due to low treatment temperature, good tribological properties and excellent corrosion resistance. After nitriding, the product is tough and can withstand high stresses. The most common process is nitrocarburizing, which is relatively fast, and it is a low-priced method compared to traditional gas nitriding. The process is widely used in manufacturing of tools and engine parts. In Finland, the subcontracting nitriding is generally made by companies who provide steel heat treatment. Also, large company groups have equipment as part of the manufacturing process of their own products. In the theory part of the thesis, steel properties, the manufacturing process of the product and the theory of nitriding were highlighted. The client, being a heat treatment plant, acquired more information about a new process of production and received the required preparatory work knowledge to start a new process with the assistance of the thesis.