عمليات حرارتی نيتراسيون پلاسما

قالب های پلاستیک، الکترود آلومینیوم فورج و قطعاتی که نیاز به سختی سطحی فوق العاده بالایی دارند، به روش نیتراسیون پلاسمایی سختکاری می شوند.

به دلیل پایین بودن دمای فرآیند میزان تاب در قطعه به حداقل مقدار خود می رسد و لذا پس از عملیات سنگ زنی و رساندن قطعه به اندازه نهایی، میتوان این عملیات را انجام داد.

جدیدترین و پیشرفته ترین فرآیند نیتراسیون به روش پلاسمایی است، در این روش در محفظه خلا با استفاده از بارهای الکتریکی در دمای نسبتا پایینی، فرآیند نیتراسیون انجام می شود.

نیتراسیون پلاسمایی بهترین روش برای نیتراته کردن فولادهای گرمکار، استیل، VCN و .. . می باشد.

نیتراسیون وارد کردن نیتروژن اتمی در لایه­ سطحی فولاد است. بنابراین سختی سطح در این روش بستگی به نیترید فلزی تشکیل شده دارد. در حالی که امکان نیتراسیون برای بسیاری از فولادها وجود دارد، تنها در صورتی می توان سختی زیاد در سطح به دست آورد که قطعه مورد نظر از جنس فولادهای آلیاژی مخصوص، شامل عناصر آلیاژی نظیر آلومینیوم، کرم، مولیبدن و یا وانادیوم باشد. این عناصر در سطح قطعه به محض تماس پیدا کردن با نیتروژن اتمی با آن ترکیب شده و تشکیل نیتریدهای پایدار و سخت می­دهند.

۱)نیتراسیون پلاسما
۲)نیتراسیون گازی
۳)نیتراسیون حمام نمک

نیتراسیون پلاسما

قالب های پلاستیک، گرمکار و قطعاتی که نیاز به سختی سطحی فوق العاده بالایی دارند، به روش نیتراسیون سختکاری می شوند.
جدیدترین فرآیند نیتراسیون به روش پلاسمایی است.در این روش در محفظه خلاء با استفاده از بارهای الکتریکی در دمای نسبتا پایینی فرآیند نیتراسیون انجام میشود.

مزایا و معایب این روش عبارتند از:

نیاز به دمای پایین تر (۴۰۰ الی ۴۵۰ درجه سانتیگراد) نسبت به روش های دیگر و در نتیجه حفظ خواص سختکاری و تمپر
اعوجاج کمتر قطعات
مناسب برای نیتراسیون فولادهای ضد زنگ و سایر آلیاژهای غیر آهنی نظیر تیتانیوم و نیکل
عمق لایه ضد سایش کمتر
زمان عملیات کوتاه تر
قابلیت تنظیم ضخامت لایه فازهای مختلف تشکیل شده و لایه سفید
هزینه بالای دستگاه ها و تجهیزات

نیتراسیون گازی

در این روش قطعات مورد نظر در داخل کوره قرار گرفته و گرم می­شوند. سپس به فضای اطراف قطعات گازی که از نیتروژن غنی باشد (معمولا آمونیاک) تزریق می­شود. این گاز در دمای بالا با سطح قطعات واکنش داده و نیتروژن آن وارد سطح قطعه شده و تشکیل لایه نیتراته می­دهد.

ویژگی­های این روش عبارتند از:

زمان طولانی لازم برای عملیات
دمای عملیات بالا (۵۰۰ الی ۵۱۰ درجه سانتیگراد)
قابلیت کنترل و افزایش ضخامت لایه نیتراته
مقرون به صرفه در تعداد قطعات بالا
کاهش خواص خوردگی فولادهای ضد زنگ

نیتراسیون حمام نمک

در این روش قطعه در نمک مذاب حاوی نیتروژن (معمولا سیانید) فرو برده می­شود. این کار باعث افزایش سختی سطحی قطعه و انجام عملیات نیترو-کربورایز می­گردد. ویژگی­های این روش عبارتند از:
دمای عملیات بالا (۵۵۰ الی ۵۷۰ درجه سانتیگراد)
زمان کوتاه فرایند (معمولا ۴ ساعت)
فرایند ساده
ایجاد آلایندگی محیطی به خاطر سمی بودن نمک مورد استفاده
به دلیل ثابت بودن مقدار نیتروژن درون نمک، با هر نمک فقط امکان یک نوع فرایند وجود دارد.