Proceso termoquímico de endurecimiento superficial, también denominado nitruración iónica , basado en la difusión de átomos de nitrógeno a través de la superficie del metal mediante energía ionizada en condiciones de vacío. Su objetivo es formar compuestos duros llamados nitruros e introducir tensiones internas de compresión para mejorar el desempeño mecánico de los componentes.

Morfología y Reacciones de Superficie:

El tratamiento se desarrolla mediante mecanismos físicos controlados que transforman la periferia del material:

• Sputtering (Pulverización Catódica): Etapa donde el bombardeo iónico elimina óxidos de hierro, grasas y contaminantes orgánicos mediante una reacción reductora con hidrógeno. Este proceso realiza una limpieza atómica que garantiza una difusión homogénea del nitrógeno.

• Zona Compuesta (Capa Blanca): Capa externa constituida por nitruros de hierro (Fe4N y Fe3N) que actúa como un manto cerámico. Posee un bajo coeficiente de fricción y una dureza superficial que oscila entre 300 HV y 1400 HV, dependiendo de la aleación del metal. Su espesor varía típicamente entre 1 y 25 micrómetros.

• Zona de Difusión: Región donde el nitrógeno se integra en la matriz metálica, alcanzando profundidades de hasta 0.7 mm en materiales de baja aleación. Es la responsable de incrementar la resistencia a la fatiga y proporcionar el soporte estructural a la superficie.

Especificaciones Técnicas:

• Estabilidad de Fase: La difusión se produce en la fase ferrítica del acero, por lo que no ocurre transformación de fase durante el enfriamiento. Se realiza a temperaturas entre 350 °C y 600 °C (y hasta 850 °C en titanio). Esto garantiza la estabilidad dimensional y elimina distorsiones o rectificados adicionales.

• Capacidad de Enmascaramiento: El proceso garantiza resultados precisos en componentes que requieren la protección de zonas específicas para que no sean endurecidas.

• Compatibilidad de Materiales: Aplicable en aceros (incluyendo inoxidables), fundiciones de hierro, aleaciones de níquel y titanio.

Impacto Industrial y Ambiental:

• Rendimiento: Aumenta la resistencia al desgaste adhesivo, la fatiga y la corrosión, disminuyendo fallos prematuros en los componentes.

• Sostenibilidad: Utiliza nitrógeno e hidrógeno como gases de proceso, los cuales no son corrosivos ni tóxicos. Este método evita el uso de amoníaco o sales de cianuro, garantizando un proceso limpio y eficiente.

📚 Recursos adicionales:

• Kit Guías AISI-SAE de aceros: Descargar

• eBook Aceros y Fundiciones: Descargar

• eBook Nitruración por Plasma: Descargar

• eBook ABC Aceros inoxidables y Nitruración por plasma Descargar