Las tecnologías de nitruración se basan en cambiar la estructura de la superficie de un producto metálico. Este conjunto de operaciones es necesario para dotar al objeto objetivo de características protectoras. Sin embargo, no son solo las cualidades físicas las que aumentan la nitruración del acero en el hogar, donde no hay oportunidades para medidas más radicales para dotar a la pieza de mejores características.
Información general sobre la tecnología de nitruración
La necesidad de la nitruración está determinada por el mantenimiento de características que permitan dotar a los productos de propiedades de alta calidad. La mayor parte de las técnicas de nitruración se realiza de acuerdo con los requisitos para el procesamiento térmico de piezas. En particular, la tecnología de rectificado está muy extendida, gracias a la cual los especialistas pueden ajustar con mayor precisión los parámetros del metal. Además, se permite la protección de áreas que no están sujetas a nitruración. En este caso se puede utilizar el recubrimiento con finas capas de estaño mediante una técnica galvánica. En comparación con métodos más profundos de mejora estructural de las características del metal, la nitruración es la saturación de la capa superficial de acero, que afecta en menor medida a la estructura.espacios en blanco Es decir, las principales cualidades de los elementos metálicos relacionadas con las características internas no se tienen en cuenta en las mejoras de nitruración.
Variedades de métodos de nitruración
Los enfoques de nitruración pueden variar. Por lo general, se distinguen dos métodos principales según las condiciones de nitruración de metales. Estos pueden ser métodos para mejorar la resistencia al desgaste y la dureza de la superficie, así como para mejorar la resistencia a la corrosión. La primera variante difiere en que la estructura se cambia en el contexto de una temperatura de aproximadamente 500 °C. La reducción de la nitruración generalmente se logra durante el tratamiento iónico, cuando la excitación por descarga luminiscente se realiza por medio de ánodos y cátodos. En la segunda opción, el acero aleado se nitrura. Este tipo de tecnología prevé un tratamiento térmico a 600-700 °C con una duración del proceso de hasta 10 horas. En tales casos, el procesamiento se puede combinar con la acción mecánica y el acabado térmico de los materiales, de acuerdo con los requisitos exactos para el resultado.
Impacto con iones de plasma
Este es un método de saturación de metales en un vacío que contiene nitrógeno, en el que se excitan cargas de brillo eléctrico. Las paredes de la cámara de calentamiento pueden servir como ánodos, mientras que las piezas procesadas directamente actúan como cátodos. Para simplificar el control de la estructura en capas, se permite una corrección del proceso tecnológico. Por ejemplo, las características de densidad de corriente, el grado de vacío, el caudal de nitrógeno, los niveles de adición de redgas de proceso, etc. En algunas modificaciones, la nitruración por plasma del acero también prevé la conexión de argón, metano e hidrógeno. En parte, esto le permite optimizar las características externas del acero, pero los cambios técnicos aún difieren de la aleación completa. La principal diferencia es que se realizan correcciones y cambios estructurales profundos no solo en los revestimientos exteriores y las cubiertas del producto. El procesamiento iónico puede afectar la deformación general de la estructura.
Nitruración de gas
Este método de saturación de productos metálicos se lleva a cabo a un nivel de temperatura de unos 400 °C. Pero también hay excepciones. Por ejemplo, los aceros refractarios y austeníticos proporcionan un mayor nivel de calentamiento, hasta 1200 ° C. El amoníaco disociado actúa como el principal medio de saturación. Los parámetros de deformación estructural se pueden controlar a través del procedimiento de nitruración de gas, que involucra diferentes formatos de procesamiento. Los modos más populares son los formatos de dos y tres etapas, así como una combinación de amoníaco disociado. Los modos que involucran el uso de aire e hidrógeno se usan con menos frecuencia. Entre los parámetros de control que determinan la nitruración del acero por características de calidad, se pueden destacar el nivel de consumo de amoníaco, la temperatura, el grado de disociación, el consumo de gases auxiliares del proceso, etc.
Tratamiento con soluciones electrolíticas
Tecnología de aplicación generalmente utilizadacalentamiento del ánodo. De hecho, este es un tipo de procesamiento electroquímico-térmico de alta velocidad de materiales de acero. Este método se basa en el principio de utilizar una carga eléctrica pulsada que pasa a lo largo de la superficie de una pieza de trabajo colocada en un medio electrolítico. Debido al efecto combinado de las cargas eléctricas en la superficie del metal y el ambiente químico, también se logra un efecto de pulido. Con tal procesamiento, la parte objetivo puede considerarse como un ánodo con un suministro de potencial positivo de una corriente eléctrica. Al mismo tiempo, el volumen del cátodo no debe ser inferior al volumen del ánodo. Aquí es necesario señalar algunas características según las cuales la nitruración iónica de los aceros converge con los electrolitos. En particular, los expertos notan una variedad de modos para la formación de procesos eléctricos con ánodos que, entre otras cosas, dependen de las mezclas de electrolitos conectados. Esto permite regular con mayor precisión las cualidades técnicas y operativas de las piezas en bruto de metal.
Nitruración católica
El espacio de trabajo en este caso está formado por amoníaco disociado con el apoyo de un régimen de temperatura de unos 200-400 °C. Dependiendo de las cualidades iniciales de la pieza metálica, se selecciona el modo de saturación óptimo, suficiente para corregir la pieza. Esto también se aplica a los cambios en la presión parcial de amoníaco e hidrógeno. El nivel requerido de disociación de amoníaco se logra controlando la presión y los volúmenes del suministro de gas. Al mismo tiempo, en contraste con los métodos clásicos de gassaturación, la nitruración católica del acero proporciona modos de procesamiento más suaves. Por lo general, esta tecnología se implementa en un entorno de aire que contiene nitrógeno con una carga eléctrica incandescente. La función de ánodo la realizan las paredes de la cámara de calentamiento y la función de cátodo la realiza el producto.
Proceso de deformación de la estructura
Prácticamente todos los métodos de saturación de las superficies de piezas metálicas se basan en la conexión de los efectos de la temperatura. Otra cosa es que los métodos eléctricos y de gas para corregir las características se pueden usar adicionalmente, cambiando no solo la estructura externa, sino también la externa del material. Principalmente, los tecnólogos buscan mejorar las propiedades de resistencia del objeto objetivo y la protección contra influencias externas. Por ejemplo, la resistencia a la corrosión es uno de los principales objetivos de la saturación, en la que se lleva a cabo la nitruración del acero. La estructura del metal después del tratamiento con electrolitos y medios gaseosos está dotada de un aislamiento que puede resistir el daño mecánico natural. Los parámetros específicos para cambiar la estructura están determinados por las condiciones para el uso futuro de la pieza de trabajo.
Nitruración en el contexto de tecnologías alternativas
Junto con la técnica de nitruración, la estructura externa de los espacios en blanco de metal se puede cambiar mediante tecnologías de cianuración y cementación. En cuanto a la primera tecnología, recuerda más a la aleación clásica. La diferencia de este proceso es la adición de carbono a las mezclas activas. Tiene importantes características y cementación. Ella tambiénpermite el uso de carbón, pero a temperaturas elevadas, alrededor de 950 ° C. El objetivo principal de dicha saturación es lograr una alta dureza operativa. Al mismo tiempo, tanto la cementación como la nitruración del acero son similares en cuanto a que la estructura interna puede mantener un cierto grado de tenacidad. En la práctica, dicho procesamiento se utiliza en industrias donde las piezas de trabajo deben soportar una mayor fricción, fatiga mecánica, resistencia al desgaste y otras cualidades que aseguran la durabilidad del material.
Beneficios de la nitruración
Las principales ventajas de la tecnología incluyen una variedad de modos de saturación de la pieza de trabajo y versatilidad de aplicación. El tratamiento superficial con una profundidad de aproximadamente 0,2-0,8 mm también permite conservar la estructura básica de la pieza metálica. Sin embargo, mucho depende de la organización del proceso en el que se realiza la nitruración del acero y otras aleaciones. Por lo tanto, en comparación con la aleación, el uso del tratamiento con nitrógeno es menos costoso y puede realizarse incluso en casa.
Desventajas de la nitruración
El método se centra en el refinamiento externo de las superficies metálicas, lo que provoca una limitación en términos de indicadores de protección. A diferencia del tratamiento con carbón, por ejemplo, la nitruración no puede corregir la estructura interna de la pieza de trabajo para aliviar la tensión. Otra desventaja es el riesgo de impacto negativo incluso en las propiedades protectoras externas de dicho producto. Por un lado, el proceso de nitruración del acero puede mejorar la resistencia a la corrosión yprotección contra la humedad, pero por otro lado, también minimizará la densidad de la estructura y, en consecuencia, afectará las propiedades de resistencia.
Conclusión
Las tecnologías de procesamiento de metales implican una amplia gama de métodos de acción mecánica y química. Algunos de ellos son típicos y están calculados para la dotación estandarizada de espacios en blanco con métodos técnicos y físicos específicos. Otros se centran en el refinamiento especializado. El segundo grupo incluye la nitruración del acero, que permite la posibilidad de un refinamiento casi puntual de la superficie exterior de la pieza. Este método de modificación permite formar simultáneamente una barrera contra la influencia negativa externa, pero al mismo tiempo no cambiar la base del material. En la práctica, las piezas y estructuras que se utilizan en la construcción, la ingeniería mecánica y la fabricación de instrumentos están sujetas a tales operaciones. Esto es especialmente cierto para los materiales que inicialmente están sujetos a altas cargas. Sin embargo, también hay indicadores de resistencia que no se pueden lograr mediante la nitruración. En tales casos, se utiliza la aleación con un procesamiento profundo de formato completo de la estructura del material. Pero también tiene sus inconvenientes en forma de impurezas técnicas dañinas.
