Nitrocarburazione

Durante la nitrocarburazione nella superficie di un pezzo penetrano sia azoto che carbonio. La superficie diventa dura, mentre il cuore rimane morbido. Inoltre si crea un sottile strato di collegamento, che offre una protezione elevata dalla corrosione e dall’usura. Lo strato di diffusione sottostante migliora ulteriormente il limite di fatica.

 

Nonostante i nomi simili, nitrocarburazione e carbonitrurazione sono procedimenti completamente diversi. La carbonitrurazione rientra nella cementazione, poiché non si forma alcuno strato di collegamento e si utilizzano quantità di azoto molto piccole.

 

Tre diversi tipi di nitrocarburazione

Per la nitrocarburazione si possono usare mezzi differenti. Gas nella nitrocarburazione gassosa, un bagno di sale nella nitrocarburazione in bagno di sale e infine plasma nella carbonitrurazione al plasma.

 

Nitrocarburazione gassosa

L’acciaio bassolegato e non legato di cui si intendono migliorare la resistenza all’usura e alla corrosione può essere sottoposto a nitrocarburazione gassosa con buoni risultati. Per questo scopo si usa una miscela di gas, come ad esempio ammoniaca e anidride carbonica, che cede sia azoto che carbonio. La temperatura di trattamento è di 500°C - 600°C. La protezione dalla corrosione può essere ulteriormente migliorata facendo raffreddare il pezzo in atmosfera ossidante.

 

Nitrocarburazione in bagno di sale

La ghisa nonché l’acciaio bassolegato, mediolegato e altolegato possono essere sottoposti a nitrocarburazione in bagno di sale in modo da ottenere una resistenza all’usura e alla corrosione particolarmente elevata. I pezzi vengono immersi in un bagno di sali fusi a temperature comprese tra 550°C e 630°C. Il bagno è composto da cianati alcalini e carbonati alcalini. Anche in questo caso è possibile migliorare ulteriormente la protezione dalla corrosione facendo raffreddare il pezzo, nel successivo trattamento, in atmosfera ossidante.

 

Nitrocarburazione al plasma

L’acciaio altolegato può essere sottoposto a nitrocarburazione al plasma. Se il tenore di cromo è inferiore al 13 percento può essere sottoposto a nitrocarburazione sia gassosa che al plasma. I pezzi sono circondati da gas ionizzante a temperature comprese tra 480 e 580°C. Non si forma alcuno strato di passivazione. La deformazione è scarsa e di norma non sono necessarie rilavorazioni.

 

Nitrurazione e nitrocarburazione a confronto

Sia la nitrurazione che la nitrocarburazione migliorano la resistenza all’usura di un componente. Tuttavia, nella nitrocarburazione può essere raggiunta una durezza superficiale notevolmente maggiore. Per tale motivo è meglio adatta a ottimizzare la protezione dalla corrosione e la resistenza alle vibrazioni. La nitrurazione, dal canto suo, è molto adatta per migliorare la resistenza all’usura nonché le proprietà di scorrimento e di emergenza.

 

Vantaggi e svantaggi della nitrurazione

• Protezione dall’usura migliorata (abrasiva, adesiva e corrosiva)
• Le aree superficiali possono essere temprate in maniera precisa
• La nitrurazione al plasma è il procedimento più ecologico (in quanto non si usano gas tossici)
• È possibile la tempra parziale

 

Vantaggi e svantaggi della nitrocarburazione

• Economicamente più conveniente della cementazione e di altri processi di indurimento superficiale
• Protezione da usura e corrosione migliorate
• Proprietà di scorrimento ottimizzate
• Proprietà di emergenza migliorate
• La minor deformazione grazie alle temperature di processo più basse elimina la necessità di rilavorazioni
• Possono essere trattati anche materiali alla rinfusa

 

Nitrocarburazione e nitrurazione sono adatte quali processi per gli stessi materiali, compresi anche gli acciai non legati. Poiché il processo è economicamente molto conveniente, è usato ad esempio per gli utensili da punzonatura al posto dei classici rivestimenti in metallo duro.

 

Componenti tipici

• Saracinesche
• Sedi e teste a sfera
• Steli di valvole
• Valvole di regolazione
• Corpi di giranti
• Corpi di pompe
• Pistoni e cilindri
• Serbatoi di separazione, stazioni di trasferimento del raccolto e dispositivi di taglio di mietitrebbiatrici
• Ingranaggi di pompe dell’olio per motori diesel
• Ingranaggi
• Alberi a gomiti e a camme
• Ganasce di pressione e utensili da punzonatura
• Tamburi scanalati
• Estrusori e macchine per stampaggio a iniezione
• Perforatrici pneumatiche, scocche e componenti per formatura a compressione
• Guide per armi da fuoco automatiche

La tabella seguente mostra le durezze superficiali che si possono ottenere per diversi materiali con la nitrocarburazione gassosa.

 

Al riguardo valgono le seguenti regole: 

• All’aumentare della temperatura di trattamento si riduce la durezza propria dello strato di nitrurazione
• All’aumentare della durata di nitrurazione aumenta anche la profondità di nitrurazione (NHD).
• Per effetto della temperatura più alta (480°C - 630°C), a parità di tempo di trattamento, l’azoto si diffonde più in profondità nel materiale
• Dato il maggior tenore di lega del materiale aumenta la durezza di nitrurazione. Per contro diminuisce anche la profondità in cui l’azoto può penetrare nel materiale.

Se desiderate commissionarci la nitrocarburazione di pezzi o materiali saremo lieti di fornirvi consulenza sul processo più adatto. Utilizzando questa check-list potete predisporre autonomamente la commissione.

• Qual è il materiale da trattare e in che condizioni é?
• Qual è la durezza nominale (incluso intervallo di tolleranza in HV)?
• Qual è la profondità di nitrurazione desiderata (incluso intervallo di tolleranza in mm)?
• Eventualmente quali aree devono essere sottoposte a nitrurazione e dove è possibile eseguire una misura della durezza?
• Eventualmente che spessore deve avere lo strato di collegamento (incluso intervallo di tolleranza μm)?

Nota:
Per determinare lo strato di collegamento e/o la profondità di nitrurazione utilizziamo un campione da noi fornito. Per le misure relative alla vostra commissione concreta dovete fornici quale riferimento uno dei componenti da sottoporre a indurimento.