Nitruración iónica

Cementación termoquímica en caja por plasma utilizada para aumentar la resistencia al desgaste y la fatiga y la dureza de la superficie, mediante la creación de una capa robusta, incluyendo las tensiones de compresión.

Beneficios

Las ventajas de los procesos de nitruración gaseosa pueden ser superadas por la nitruración iónica. Particularmente, cuando se aplica en aceros fuertemente aleados, la nitruración iónica imparte una alta dureza en la superficie, proporcionando una gran resistencia al desgaste, a la fricción, la abrasión y el agarrotamiento. La resistencia a la fatiga se incrementa principalmente mediante el desarrollo de tensiones de compresión de la superficie. La nitruración iónica es la opción perfecta cuando se requiere que las piezas posean tanto zonas nitruradas como zonas blandas. La posibilidad de generar una capa de difusión libre de compuesto se utiliza a menudo en la nitruración iónica antes del revestimiento con PVD o CVD. Es posible obtener capas y perfiles de dureza a medida.

Aplicaciones y materiales

Las aplicaciones habituales incluyen engranajes, cigüeñales, árboles de levas, seguidores de levas, piezas de válvulas, tornillos de extrusión, herramientas de fundición a presión, troqueles de forja, herramientas de conformado en frío, inyectores y herramientas de moldeo de plástico, ejes largos, ejes, embragues y partes de motores. A menudo se opta por la nitruración iónica y la nitrocarburación iónica en lugar de los procesos gaseosos correspondientes, si el enmascaramiento es necesario.

La nitruración iónica es adecuada para todos los materiales ferrosos, incluso los aceros sinterizados con mayor porosidad, el hierro fundido y los aceros de herramienta de alta aleación, incluso con contenidos de cromo superiores al 12%. Los aceros inoxidables y las aleaciones basadas en níquel pueden someterse a nitruración iónica y mantener la mayor parte de su resistencia a la corrosión si se aplican bajas temperaturas. La nitruración iónica de las aleaciones de titanio y aluminio es una aplicación especial. Para cargas pesadas en grandes piezas de maquinaria, como ejes y cabezales, el uso de aceros especiales de aleación de nitruración de cromo y aluminio supone una gran ventaja, ya que la nitruración iónica genera una dureza de superficie superior a 1.000 HV.

Detalles del proceso

La nitruración/nitrocarburación iónica es un tratamiento termoquímico moderno que se lleva a cabo con una mezcla de nitrógeno, hidrógeno y un gas carbónico opcional. En este proceso de baja presión se aplica una diferencia de potencial entre la pieza y la pared del horno. Alrededor de las piezas se genera una descarga luminiscente con un alto nivel de ionización (plasma). En el área de la superficie directamente cargada por los iones, se forman y descomponen nitruros ricos en nitrógeno, liberando nitrógeno activo en la superficie. Debido a este mecanismo la protección se obtiene fácilmente, cubriendo las áreas implicadas con una máscara metálica. La nitruración iónica permite modificar la superficie según las propiedades que se desea obtener. La adaptación de la mezcla gaseosa permite obtener capas y perfiles de dureza a medida: desde una superficie libre de capa de compuesto con bajo contenido en nitrógeno y un espesor de hasta 20 micras, a una capa de compuesto con alto contenido en nitrógeno y una carga adicional de gas carbónico (nitrocarburación iónica). La amplia gama de temperatura aplicable permite muchas aplicaciones, más allá de las posibilidades de los procesos gaseosos o de baño de sal.