Mitä Nitriding on?

Nitraus on prosessi, jossa typpeä sitotaan metalliin sen kovettamiseksi. Tämä on yksi kotelon karkaisutapa, jossa metalliesineen ulkoosaan luodaan ohut kerros vahvaa metalliseosta. Jotkut yleisimmin nitratuista materiaaleista ovat vähähiilisiä teräksiä, vaikka prosessia voidaan käyttää myös muiden metallien, kuten titaanin tai molybdeenin, kanssa. Nitrausta voidaan käyttää useille eri komponenteille, mukaan lukien vaihteet, meistit ja nokka- tai kampiakselit. On olemassa kolme päänitrausprosessia, joista jokaisessa käytetään erilaista typpipitoista ainetta halutun kotelon kovettumisen saavuttamiseksi.

Nitridointiprosessi voidaan saavuttaa yhdistämällä typpeä sisältävä väliaine, metalli ja lämpö. Kun se altistetaan voimakkaalle kuumuudelle, osa luovuttajaväliaineen typestä voi seostua metalliin. Oikein tehtynä tämä voi johtaa erittäin kovaan typen ja käytetyn metallin seokseen. Jotkut ensimmäisistä tutkimuksista, jotka käsittelivät tämäntyyppistä tapausta, tapahtuivat 1930-luvulla. Prosessi löydettiin suunnilleen samaan aikaan sekä Yhdysvalloissa että Saksassa, vaikka sitä käytettiin laajalti vasta toisen maailmansodan päättymisen jälkeen.

Ammoniakkikaasu oli yksi ensimmäisistä väliaineista, joita käytettiin typen seostamiseen teräksen kanssa prosessissa, jota kutsutaan ammoniakkinitridoimiseksi. Toimenpide käsittää tyypillisesti metallipalan kuumentamisen ja sen jälkeen sen altistamisen ammoniakille. Lämmön vaikutuksesta kaasu voi sitten hajota vedyksi ja typeksi, jolloin osa typestä voi sublimoitua metalliksi. Tämä menetelmä voi mahdollistaa suuren hallinnan siihen, kuinka syvälle typpi tunkeutuu ja siitä johtuvan seoksen erityisiä ominaisuuksia. Muita etuja muihin menetelmiin verrattuna ovat suurten erien käsittelyn helppous ja edulliset laitteet.

Toinen prosessi, joka voi seostaa typpeä metallin kanssa, sisältää tyypillisesti syanidisuolakylvyn. Tämän tyyppinen nitraus vaatii, että kuumennettu metalli sijoitetaan typpipitoiseen suolaan. Typen kanssa seostamisen lisäksi metalli voi myös poimia hiiltä suolasta prosessissa, joka tunnetaan nimellä hiilitriding. Tämä on suhteellisen nopea ja halpa prosessi, vaikka siihen liittyvät suolat ovat yleensä erittäin myrkyllisiä. Menettelyn kokonaiskustannukset voivat nousta, jos lainkäyttöalueella on tiukat määräykset, jotka koskevat myrkyllisten aineiden hävittämistä.

Plasmanitys on toinen prosessi, jota voidaan käyttää metallin kovettamiseen. Tässä prosessissa puhdas typpi tyypillisesti tulistetaan plasmaksi. Muita kaasuja voidaan myös käyttää, vaikka yleinen käsite sisältää typpi-ionien luomisen, jotka voivat sitten sitoutua metalliin. Tämän tyyppinen kotelon karkaisu on tyypillisesti erittäin tarkkaa, nopeaa ja voi johtaa osiin, jotka ovat heti käyttövalmiita.