Nitruración por Plasma vs Nitrocarburación Líquida - Revista Metal ...

PROCESOS 27
Precisamente, una de las áreas de
estudio es la nitruración por plasma,
un proceso termoquímico para el endurecimiento
superficial de los metales,
y en especial del acero, con gran
aplicación en la industria mundial.
En Colombia, en la mayoría de la industria,
se utiliza la nitrocarburación
líquida en baño de sales que, aunque
es un proceso eficiente y de bajo costo,
presenta una serie de desventajas
de calidad en la superficie del material
que no son ideales y, además, al
emplear residuos tóxicos como cianuros
y cianatos para nitrurar, esta técnica
afecta el medio ambiente. Por
su parte, la nitruración por plasma o
iónica, si bien es cierto, debido al costo
de los equipos, necesita una alta
inversión inicial, es un proceso que
trae grandes ventajas en cuanto a la
calidad obtenida de las piezas procesadas
y, a mediano y largo plazo, permite
lograr equilibrio financiero.
¿Qué es la Nitruración
Nitrurar es una técnica que se encuentra
clasificada dentro de los procesos
termoquímicos; es decir, aquellos que
emplean altas temperaturas para
causar una reacción en un elemento
químico e introducirlo por difusión
en la superficie de un metal o aleación.
Todos los procesos de esta clase
tienen el mismo objeto: mejorar las
propiedades mecánicas de la superficie
del material; la diferencia, entre
uno y otro, radica en el elemento a
introducir; por lo general nitrógeno
y carbono, (N, C) así como en la temperatura
y el tiempo del proceso, y
la tecnología utilizada, con lo que se
obtienen propiedades diferentes según
cada método.
Entre las técnicas de difusión termoquímica
empleadas con más frecuencia
por la industria metalmecánica se
encuentran la cementación, carbonitruración,
nitrocarburación, borización
y, por supuesto, la nitruración.
Esta última, se puede aplicar de tres
formas diferentes: por medio de gas,
nitruración líquida y finalmente por
plasma, en la que se utiliza un rango
de temperaturas más bajo relativo
a los demás procesos, ya sea de la
propia nitruración o en general de
difusión termoquímica.
En las tres variantes, se realiza la penetración
del nitrógeno a través de
la superficie del material a tratar.
En suma, este elemento se difunde
entre los espacios de la red cristalina
Grafico 1. Variaciones de los procesos de nitruración
determinados por la tecnología utilizada en cada uno de ellos.
Fuente: Facultad de Ingeniería Mecánica. Universidad de los Andes.
Grafico: www.aimt-group.com
del hierro (Fe) –difusión intersticial–
de tal manera que se forman compuestos
superficiales de N y Fe conocidos
como nitruros, lo cual da lugar
al endurecimiento del material.
La nitruración se emplea para aumentar
la dureza superficial de diferentes
materiales metálicos y aleaciones,
en especial de aquellos cuya
composición es propicia para la formación
de nitruros; los formadores
de nitruros más fuertes son el aluminio,
cromo, molibdeno, vanadio
y tungsteno. Por ello, en general,
todas las series de aceros con alto
contenido de estos aleantes presentan
una buena nitruración; los
aceros rápidos, grado herramienta,
refractarios y los inoxidables también
reciben muy bien este proceso.
En todas las categorías de aceros se
pueden controlar las condiciones del
tratamiento para conseguir atributos
funcionales específicos según el
requerimiento industrial.
Asimismo, producto de sus resultados,
esta técnica contribuye a elevar
la resistencia a la fatiga, mejorar las
propiedades antidesgaste y retrasar
la corrosión del acero frente a algunos
medios corrosivos, incluso ante el
ataque de combustibles; además, la
capa nitrurada tiene capacidad para
comportarse como una película lubricante
y aumentar la resistencia a la
temperatura hasta 500ºC. Los análisis
de los Andes indican que la nitruración
incrementa la vida útil de los
aceros tipo herramienta de 100 a 200
por ciento; evidentemente, si la capa
nitrurada se desgasta, la herramienta
debe ser tratada de nuevo.
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