Nitrurare cu plasmă / Nitrurare ionică

Nitrurarea cu plasmă (sau nitrurarea cu ioni) este o călire superficială termochimică sprijinită cu ajutorul plasmei, folosită pentru a crește rezistența la uzură, duritatea suprafeței și rezistența la oboseală prin generarea unui strat dur, incluzând tensiunile interne.

Beneficii

Avantajele proceselor de nitrurare gazoasă pot fi depășite de nitrurarea cu plasmă. În special atunci când este aplicată la tipuri de oțel înalt aliate, nitrurarea cu plasmă conferă o duritate ridicată a suprafeței, care promovează o rezistență ridicată la uzură, la uzura prin frecare, la tocire și la gripare. Rezistența la oboseală este mărită în principal prin dezvoltarea tensiunilor de compresie de suprafață. Nitrurarea cu plasmă este o alegere inteligentă ori de câte ori este necesar ca piesele să aibă atât zone nitrurate, cât și zone moi. Posibilitatea de a genera un strat de difuzie fără strat compus este adesea utilizată în nitrurarea cu plasmă înainte de acoperirea PVD sau CVD. Se pot realiza straturi și profiluri de duritate personalizată.

Aplicare și materiale

Aplicările obișnuite includ angrenaje, arbori cotiți, arbori cu came, tacheți, piese de supapă, șuruburi de extrudare, unelte de turnare sub presiune, matrițe de forjare, unelte cu formare la rece, injectoare și unelte din plastic, arbori lungi, axe, ambreiaje și piese de motor. Nitrurarea cu plasmă și nitrocarburarea cu plasmă sunt adesea preferate proceselor de gaz corespunzătoare dacă este necesară mascarea.

Nitrurarea cu plasmă este potrivită pentru toate materialele feroase, chiar și oțelurile sinterizate cu porozitate mai mare, fonta și oțelurile de unelte înalt aliate, chiar și cu un conținut de crom mai mare de 12%. Tipurile de oțel inoxidabil și aliajele pe bază de nichel pot fi nitrurate cu plasmă și își păstrează cea mai mare parte a rezistenței la coroziune dacă se aplică temperaturi scăzute. Aplicări speciale sunt reprezentate de nitrurarea cu plasmă a aliajelor de titan și aluminiu. Pentru sarcini grele asupra unor piese mari de utilaje, cum ar fi arborii și axele, utilizarea tipurilor de oțel speciale cu nitrurate cu crom și aluminiu oferă un beneficiu imens, deoarece nitrurarea cu plasmă generează o duritate a suprafeței mai mare de 1000 HV.

Detalii privind procesul

Nitrurarea/nitrocarburarea cu plasmă este un tratament termochimic modern care se efectuează într-un amestec de azot, hidrogen și un gaz opțional consumator de carbon. În acest proces de presiune scăzută, se aplică o tensiune între lot și peretele cuptorului. În jurul pieselor se generează o descărcare de strălucire cu un nivel ridicat de ionizare (plasmă). Pe suprafața care este încărcată direct cu ioni, se formează și se descompun nitruri bogate în azot, eliberând azot activ în suprafață. Datorită acestui mecanism, ecranarea se face cu ușurință prin acoperirea zonelor respective cu un înveliș metalic. Nitrurarea cu plasmă permite modificarea suprafeței în funcție de proprietățile dorite. Straturile personalizate și profilurile de duritate pot fi realizate prin adaptarea amestecului de gaze: de la o suprafață fără strat compus, cu conținut redus de azot cu o grosime de până la 20 microni la un strat compus cu conținut ridicat de azot și un supliment de gaz carbonic (nitrocarburare cu plasmă). Gama largă de temperatură aplicabilă permite o multitudine de aplicări, dincolo de posibilitățile proceselor gazului sau a băii de sare.