Nitrering av stål - mättnad av ytan på ståldelar med kväve för att öka hårdhet, slitstyrka och korrosionsbeständighet . Med en högkvalitativ process för jonplasmanitrering får markytor också bättre tribotekniska egenskaper - det vill säga friktionskoefficienten minskar.
Under nitrering bildas kvävejoner , som absorberas av ytan på ståldelar med bildning av en fast lösning av kväve i metallmatrisen, järnnitrider och nitrider av legeringselement
Det finns en skillnad mellan lågtemperaturnitrering (500–590 °C), där järn förblir i α-fasen, och högtemperaturnitrering (över 590 °C), vilket leder till den eutektoida omvandlingen γ ↔ α + γ' i järn-kvävesystemet. För stål används som regel lågtemperaturnitrering i temperaturområdet 500–540 °C. Nitrering med hög temperatur används för att härda ytan på värmebeständigt stål och för att förbättra korrosionsbeständigheten hos konventionella stål [1] .
Historiskt framväxande teknik. Skapad i Ryssland i början av 1900-talet av N.P. Chizhevsky .
Föremålet placeras i en ugn, vars volym är fylld med gasformig ammoniak , eller en blandning av ammoniak med kväve eller kolhaltiga gaser [2] . Vid upphettning sönderfaller ammoniak med frigöring av atomärt kväve, som vid hög temperatur tränger in i stålytskiktet genom diffusion och kombineras med järnatomer för att bilda en skorpa av fasta nitrider.
Historiskt sett nyare teknik. Infört i branschen sedan 1990-talet.
Delen placeras i en kammare där ett tekniskt vakuum skapas, och sedan införs de nödvändiga gaserna i kammarens volym: kväve, argon, väte och andra. Vidare skapas en koronaglödurladdning i vakuumreaktorns kammare genom att applicera en hög elektrisk spänning. Själva arbetsstycket fungerar som katod. Det är kraften från den elektriska urladdningen som leder till ökad diffusion av kväveatomer in i arbetsstyckets yta. Processen går märkbart snabbare än med gasnitrering och vid låga temperaturer: cirka 500–550 °C.
Under de senaste två decennierna har antalet jon-plasma-nitreringsanläggningar ökat markant. Detta beror på att ammoniak inte används i dem och nitreringsprocessen sker vid reducerade temperaturer. Sänkning av processtemperaturen gör det möjligt att undvika uppkomsten av termiska spänningar i detaljen med en ytterligare förändring av delarnas geometri. Detta gör det möjligt att nitrera delar som redan är bearbetade till storlek utan ytterligare efterbehandling. Också frånvaron i installationen av giftiga, vilket ger drivkraft till aktiv korrosion av elementen i själva installationen och brandfarlig ammoniak gör det möjligt att förenkla och minska kostnaderna för processen för nitrering av delar.