Nitruración del acero : saturación de la superficie de las piezas de acero con nitrógeno para aumentar la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión . Además, con un proceso de nitruración de plasma iónico de alta calidad , las superficies rectificadas adquieren mejores propiedades tribotécnicas, es decir, el coeficiente de fricción disminuye.
Durante la nitruración , se forman iones de nitrógeno , que son absorbidos por la superficie de las piezas de acero con la formación de una solución sólida de nitrógeno en la matriz metálica, nitruros de hierro y nitruros de elementos de aleación .
Existe una diferencia entre la nitruración a baja temperatura (500–590 °C), en la que el hierro permanece en la fase α, y la nitruración a alta temperatura (por encima de 590 °C), lo que lleva a la transformación eutectoide γ ↔ α + γ' en el sistema hierro-nitrógeno. Para los aceros, por regla general, se utiliza la nitruración a baja temperatura en el rango de temperatura de 500 a 540 °C. La nitruración a alta temperatura se utiliza para endurecer la superficie de los aceros resistentes al calor y para mejorar la resistencia a la corrosión de los aceros convencionales [1] .
Tecnología históricamente emergente. Creado en Rusia a principios del siglo XX por N.P. Chizhevsky .
El artículo se coloca en un horno, cuyo volumen se llena con amoníaco gaseoso , o una mezcla de amoníaco con nitrógeno o gases que contienen carbono [2] . Cuando se calienta, el amoníaco se descompone con la liberación de nitrógeno atómico, que a alta temperatura penetra en la capa superficial del acero por difusión y se combina con átomos de hierro para formar una costra de nitruros sólidos.
Tecnología históricamente más reciente. Introducido en la industria desde la década de 1990.
La pieza se coloca en una cámara en la que se crea un vacío técnico y luego se introducen los gases necesarios en el volumen de la cámara: nitrógeno, argón, hidrógeno y otros. Además, se crea una descarga luminiscente de corona en la cámara del reactor de vacío mediante la aplicación de un alto voltaje eléctrico. La propia pieza de trabajo sirve como cátodo. Es la fuerza de la descarga eléctrica la que conduce a una mayor difusión de los átomos de nitrógeno en la superficie de la pieza de trabajo. El proceso es notablemente más rápido que con la nitruración con gas y a bajas temperaturas: aproximadamente 500–550 °C.
En las últimas dos décadas, el número de instalaciones de nitruración por plasma iónico ha aumentado notablemente. Esto se debe a que en ellos no se utiliza amoníaco y el proceso de nitruración se realiza a temperaturas reducidas. La reducción de la temperatura de proceso permite evitar la aparición de tensiones térmicas en la pieza con un cambio adicional en la geometría de las piezas. Esto hace posible nitrurar piezas que ya están mecanizadas a medida sin más acabado. Además, la ausencia en la instalación de venenos, que impulsan la corrosión activa de los elementos de la propia instalación y el amoníaco inflamable, permite simplificar y reducir el costo del proceso de nitruración de piezas.