Gaz nitrasyon

Gaz nitrasyon, azot ve sert nitrür çökeltilerinin çözünmesini sağlayarak aşınma direncini, yüzey sertliğini ve yorulma ömrünü artırmak için kullanılan termokimyasal yüzey sertleştirme işlemidir.

Faydalar

Nitrasyon özellikle aşırı yüklemeye maruz kalan aksamlarda yüksek yüzey sertliği sayesinde aşınma, sürtünme, pullanma ve sarmalara karşı yüksek direnç sağlar. Özellikle yüzey basma gerilimleri geliştirilerek yorulma dayancı artırılır. Geniş sıcaklık aralıklarının uygulanabilmesi ve farklı yüzey sertliği derinliklerini sağlaması nedeni ile gaz nitrasyon, çok geniş bir uygulama alanına sahiptir ve uygulanan parçaların çok çeşitli özellikler kazanmasını mümkün kılar.

Uygulamalar ve malzemeler

Genel uygulamaları: dişliler, krank milleri, eksantrik miller, kam takipçileri, vana parçaları, yaylar, ekstrüzyon vidaları, kalıp döküm takımları, dövme kalıpları, alüminyum ekstrüzyon kalıpları, enjektörler ve plastik enjeksiyon kalıpları.

Nitrasyon krom, molibden, vanadyum ve alüminyum gibi nitrür oluşturucu elementleri içeren çelik çeşitlerine uygulandığında daha etkilidir. İşlem, sıcak iş, soğuk iş çelikleri ve kalıp çelikleri gibi takım çeliklerine de uygulanabilir. Nitrasyon düşük sıcaklıklarda gerçekleştiği için yay çelikleri de bu yöntemle sertleştirilebilir, bu sayede otomotiv sektöründe kullanılan yayların yorulma ömrü uzatılır. Genelde, %5’e kadar krom içeren tüm demir bazlı malzemelere gaz nitrasyon uygulanabilir. Daha yüksek alaşımlı çelikler ve paslanmaz çelik için, gaz nitrasyon yerine plazma nitrasyon göz önüne alınabilir. Düşük yoğunluklu sinterlenmiş çelikler için gaz nitrasyonu önerilmez.

En iyi sonuçları elde etmek için malzeme, gaz nitrasyon öncesinde sertleştirilmiş ve menevişlenmiş olmalıdır.

Proses detayları

Gaz nitrasyon, yüzey özellikleri bitirilmiş ya da bitirilmeye yakın demir bazlı parçaların yüzey özelliklerini iyileştirmek için düşük sıcaklıklarda (genelde 520°C/970°F) uygulanan, düşük çarpılmalı termokimyasal bir ısıl işlemdir. Karbon içerikli bir gaz eklendiği takdirde, işlem gaz nitrokarburizasyonu olarak adlandırılır. Katman genellikle iki kısımdan oluşur; kübik veya hegzagonal nitrürden oluşan bileşik katman (beyaz katman) ve altında çözünmüş azot ve sert nitrür çökeltilerinin bulunduğu difüzyon katmanıdır. Yüzeydeki bileşik katman, aşınma, sürtünme, pullanma ve sarma hasarlarına karşı korumada en önemli görevi üstlenir. Difüzyon katmanı yorulma dayancını iyileştirir ve sert bileşik katmana destek olur. İyi bir aşınma ve korozyon direnci istenirse, gaz nitrokarburizasyon ve derin oksidasyon işlemleri sırasında proses atmosferi ayarlanarak, yorulma dayancı iyileşmesi sağlayan ince tabakalar ve azot ve karbonca zengin kalın bileşik tabakalar ile katmanının etkilenmesi sağlanabilir. Böyle bir durumda Corr-I-Dur^® tercih edilen bir seçenek olabilir.