Plazmanitridálás / ionnitridálás

A plazmanitridálás (ionnitridálás) egy plazmával történő termokémiai betétedzési eljárás, amelyet a kopásállóság, a felületi keménység és az anyagfáradás elleni védelem növelésére használnak egy kemény réteg mechanikai feszültséggel történő létrehozásával.

Előnyök

A gáznitridálási eljárások előnyeit felülmúlhatja a plazmanitridálás. A plazmanitridálás különösen az erősebb ötvözésű acélok esetében nagy felületi keménységet biztosít, ami elősegíti a kopással, súrlódással és beragadással szembeni nagyfokú ellenállást. A kifáradási határt elsősorban a felületi nyomófeszültségek kialakulása növeli. A plazmanitridálás okos választás, ha az alkatrészeknek egyaránt szükségük van nitridált és lágy részekre is. A PVD- vagy CVD-bevonatot megelőző plazmanitridálás során gyakran alkalmazzák a vegyületi réteg nélküli diffúziós réteg létrehozásának lehetőségét. Testre szabott rétegek és keménységi profilok érhetők el.

Alkalmazás és anyagok

A tipikus alkalmazások közé tartoznak a fogaskerekek, forgattyútengelyek, vezérműtengelyek, szelepemelők, szelepalkatrészek, extruder csavarok, présöntő szerszámok, kovácsszerszámok, hidegalakító szerszámok, injektorok és műanyagöntő-szerszámok, hosszú tengelyek, tengelyek, tengelykapcsolók és motoralkatrészek. A plazmanitrálást és a plazma nitrokarburálást gyakran előnyben részesítik a megfelelő gázos eljárásokkal szemben, ha fedésre van szükség.

A plazmanitridálás alkalmas minden vasanyaghoz, még a nagyobb porozitású szinterelt acélokhoz, öntöttvashoz és erősen ötvözött szerszámacélokhoz is, akár 12%-nál magasabb krómtartalommal is. A rozsdamentes acélok és a nikkelalapú ötvözetek plazmanitridálhatók, és alacsony hőmérsékleten megtartják korrózióállóságuk nagy részét. Speciális alkalmazások a titán- és alumíniumötvözetek plazmanitridálása. A nagyméretű gépalkatrészek, például tengelyek és függőcsapok nagy terhelése esetén a speciális króm- és alumíniumötvözetű nitridáló acélok használata hatalmas előnyt jelent, mivel a plazmanitridálás több mint 1000 HV felületi keménységet eredményez.

A folyamat részletei

A plazmanitridálás/nitrokarburálás egy modern termokémiai kezelés, amelyet nitrogén, hidrogén és opcionálisan széntartalmú gáz keverékében végeznek. Ennél az alacsony nyomású eljárásnál feszültséget alkalmaznak a tétel és a kemence fala között. Az alkatrészek körül magas ionizációs szintű izzó kisülés (plazma) keletkezik. Az ionok által közvetlenül feltöltött felületen nitrogénben gazdag nitridek képződnek és bomlanak le, miközben aktív nitrogént szabadítanak fel a felületen. Ennek a mechanizmusnak köszönhetően az árnyékolás könnyen elvégezhető az érintett területek fémtakaróval való lefedésével. A plazmanitridálás lehetővé teszi a felület módosítását a kívánt tulajdonságoknak megfelelően. Testre szabott rétegek és keménységi profilok érhetők el a gázkeverék beállításával: a vegyületi réteg nélküli, alacsony nitrogéntartalmú, akár 20 mikron vastagságú felületektől a magas nitrogéntartalmú, széntartalmú gázzal kiegészített vegyületi rétegekig (plazma nitrokarburálás). A széles hőmérséklet-tartomány a gáz- vagy sófürdős eljárások lehetőségein túlmenően számos alkalmazást tesz lehetővé.