Qué es la nitruración
La nitruración es el proceso que consiste en difundir átomos de nitrógeno en la superficie del metal. El nitrógeno abunda en la Tierra, pero en la naturaleza existe como una molécula de dos átomos químicamente inerte que es demasiado grande para penetrar en la superficie. Por lo tanto, las tecnologías de nitruración se centran en la fuente de nitrógeno naciente (atómico).
El objetivo principal de la nitruración es aumentar la dureza de la superficie del componente enriqueciéndola con nitrógeno. Independientemente del método, la nitruración es un proceso que consiste en difundir nitrógeno en el metal, y la difusión, una vez que los átomos individuales de nitrógeno han penetrado en la superficie, continúa mientras la temperatura sea lo suficientemente alta y exista un nuevo suministro de nitrógeno naciente en la superficie. Dicho con otras palabras, la difusión es básicamente la misma en toda nitruración y la diferencia reside en el suministro de nitrógeno, que tiene una influencia fundamental en las propiedades superficiales resultantes.
Materiales de nitruración
Por lo general, todas las aleaciones ferrosas, incluidos los aceros inoxidables, las fundiciones e incluso las aleaciones de titanio se pueden nitrurar. No obstante, las aleaciones tienen características únicas en términos de condiciones superficiales, velocidad natural de la difusión y tendencia a formar nitruros. Es por esto que debemos tener en cuenta que incluso un proceso de nitruración bien configurado dará unos resultados notablemente diferentes en materiales distintos. Por esta razón, es posible que algunos usuarios se enfrenten a problemas insalvables, en particular si la metodología es deficiente o carecen del conocimiento y la experiencia adecuados.
Efecto de la nitruración
Una superficie expuesta a un medio de nitruración normalmente formará dos capas diferenciadas. La capa exterior se denomina capa de compuesto (o capa blanca) y suele tener un grosor de entre 0 y 0,001″ (25 µm). Existe una capa de difusión o zona de difusión bajo la capa blanca. Ambas capas constituyen lo que se conoce generalmente como la capa endurecida. No obstante, dependiendo del material y su dureza original previa al proceso, existirán diferencias significativas entre las propiedades de estas capas.
CONTROLLED VERSUS UNCONTROLLED NITRIDING
Las imágenes de las dos hendiduras del ensayo de dureza Vickers que se muestran a continuación ilustran la diferencia entre un proceso controlado y otro no controlado. La muestra de la izquierda está producida mediante un proceso tradicional y el agrietamiento superficial es indicativo de la fragilidad de la capa. La muestra de la derecha es producto de un proceso Nitreg® en el que, a pesar de que la pieza tiene la misma dureza, no se han formado grietas. Por lo tanto, el componente tratado con Nitreg® es más resistente y tiene una capa de compuesto muy dura.
Estos excelentes resultados solo se pueden obtener controlando la concentración de nitrógeno en el sustrato. El enfoque actual se basa en controlar el potencial de nitruración (KN). Comprender y aplicar adecuadamente los principios que interrelacionan el potencial de nitruración (KN), la temperatura y el tiempo es el pilar fundamental de la tecnología Nitreg®. El siguiente gráfico muestra un ejemplo de nuestra capacidad para producir múltiples combinaciones de capa blanca/capa de difusión: Combinaciones de capa nitrurada (PDF).
La capacidad de controlar el potencial de nitruración se está convirtiendo gradualmente en un requisito, tal y como se observa en la norma AMS 2759/10, por ejemplo.
En conclusión, NITREG® es un proceso moderno que puede cumplir los requisitos metalúrgicos de todas las especificaciones de nitruración que puedan haberse establecido en un principio para la nitruración gaseosa tradicional, en baño de sal o en plasma.
