nitridoitumisprosessien

Nitridoitumisprosessit ovat pintakäsittelymenetelmiä, joissa kappaleen pintaan diffundoituu typpeä korkean lämpötilan vaikutuksesta. Tavoitteena on muodostaa kova, kulutusta kestävä nitridirakenteinen kerros ilman merkittävää muodonmuutosta. Yleisin kohdemateriaali on teräs ja sen seokset; nitridirakenteen ansiosta paranee kulutuskestävyys sekä väsymis- ja korroosionkesto.

Keskeisiä nitridoitumismenetelmiä ovat kaasunitridointi (gas nitriding), plasman nitridointi sekä suolapatron nitridointi. Gas nitriding tapahtuu tyypillisesti noin 500–570 °C lämpötilassa ammoniakki- tai typpeä sisältävässä ympäristössä, jolloin typpeä diffuntoituu pintaan. Plasma nitridointi on matalammissa lämpötiloissa (noin 350–550 °C) ja käyttää ionisoitua plasmaa, mikä mahdollistaa paremman kontrollin kerroksen koostumuksesta. Suolapatron nitridointi tapahtuu kuumennetuissa suolaseoksissa noin 540–570 °C, jolloin nitridi muodostuu nopeasti.

Kerros koostuu nitridirakeista, joiden esiintyminen riippuu materiaalista ja prosessistä. Yleisimmät nitridin faasit ovat epsilon-Fe2-3N ja gamma'-Fe4N. Case depth määritellään prosessin ajalla, lämpötilalla ja seoksella, ja se on tyypillisesti noin 0,05–0,5 mm, joissakin tapauksissa pienempiä tai suurempia.

Hyödyt ja sovellukset: nitridoituminen lisää pintakovuuden, kulutuskestävyyden ja usein väsymiskestävyyden. Se soveltuu hammaskoneisiin, laakereihin, työkaluihin sekä muihin terästuotteisiin, joissa vaaditaan kestävää pintaa. Rajoitteita ovat mahdollinen haurastuminen, geometrian muutokset ja prosessin turvallisuuteen liittyvät riskit; näitä hallitaan tarkalla lämpötilan, ajan ja jäähdytyksen valvonnalla sekä asianmukaisella turvallisuudella.