Nitriranje plazmom ili jonsko nitriranje je termohemijski proces koji povećava površinsku tvrdoću, otpornost na habanje i otpornost na zamor čelika. Plazma nitriranje visokolegiranog čelika daje visoku površinsku tvrdoću, što promoviše visoku otpornost na habanje i poboljšava klizna svojstva površine. Zamor čelika raste uglavnom sa razvojem površinskih tlačnih napona.
Sposobnost formiranja difuzionog sloja bez sloja jedinjenja se često koristi u nitriranju plazme prije primjene PVD ili CVD premaza, ili na alatima za livenje pod pritiskom gjde je prisutan termički zamor materijala. Tokom nitriranja u plazmi, sloj difuzije i jedinjenja se može veoma precizno kontrolisati, pošto udio pojedinačnih faza sloja zavisi od sastava smješe gasa u fazi nitriranja.
PRIEMNA:
Tipične primjene uključuju zupčanike, radilice, bregaste osovine, dijelove ventila, alate za livenje pod pritiskom, alate za kovanje, alate za hladno oblikovanje, alate za oblikovanje kalupa, dugačke osovine, osovine, dijelove motora.
Proces nitrocementiranja povećava površinsku tvrdoću i poboljšava otpornost na habanje. Pošto se proces odvija na temperaturama ispod 590 °C, on dozvoljava malo ili nikakvo dimenzionalno izobličenje nakon procesa, a ne izmenjeno stanje poboljšane strukture jezgra.
Tanak sloj na površini nitrirovanog dela naziva se jedinjenje ili beli sloj. Sastoji se od intermetalnih jedinjenja azota i gvožđa-nitrida e i nitrida g` i može da varira u debljini od 0,005 mm do 0,025 mm, u zavisnosti od izabranih parametara ciklusa i osnovnog materijala, tvrdoće od 600 do 800 HV05, u zavisnosti od materijal koji se obrađuje.
Više legirani čelici sa elementima koji formiraju nitride, odnosno Cr, Mo, Ti, V i Al, postižu veće tvrdoće nitrirane površine od običnih ugljeničnih i niskolegiranih čelika.
PRIMENA:
Postoksidacija je kombinacija nitrocementiranja plazme i oksidacije. Ovaj proces nam daje dobru zaštitu od korozije uz dobra svojstva trenja i klizanja alata i komponenti. Kombinovani tretman predstavlja ekološki prihvatljivu alternativu konvencionalnim postupcima zaštite od korozije.
Plazma je veoma efikasna u uklanjanju pasivnog sloja hrom oksida, koji se prirodno formira na površini nerđajućeg čelika.To je ključni izbor procesa u kome čelik ne gubi svojstva nerđajućeg čelika, jer sprečava stvaranje CrN i CrC. Proces učvršćivanja površine može se izvesti cementiranjem ili nitriranjem ekspandiranog austenita S-faze ili C-faze.
Površina čelika će biti zasićena samo azotom ili ugljenikom i formiraće ekspandirani sloj austenita koji ima veću otpornost na koroziju, debljine 2-45 mikrometara i izuzetno visoke tvrdoće (više od 1000 Vikersa). Otporan na kavitaciju i eroziju, kao i na tribološke ili korozivne interakcije. Pogodno za energetsku i pomorsku industriju jer je površinska obrada izuzetno korisna jer pomaže u sprečavanju korozije.
| Lastnosti plasti | Nitriranje v plazmi | Cemetiranje v plazmi |
|---|---|---|
| Temperatura | 300-450°C | 300-550°C |
| Debelina plasti | 2-15µm | 5-45µm |
| Homogenost plasti | Slaba | Zelo dobra |
| Struktura plasti | S-phase | C-avstenit |
| Odpornost proti koroziji | Dobra | Dobra |
| Površinska trdota | 1200-1600 HV02 | 900-1100 HV02 |
| Profil trdote | Nenadno zmanjšanje | Postopno zmanjševanje |
| Obrabna odpornost | Zelo dobra | Dobra |
| Žilavost sloja | Slabša | Zelo dobra |