Acciai da Nitrurazione

Acciai da Nitrurazione

Versatile, affidabile, resistente all'usura, superficie dura.

L’acciaio da nitrurazione è un materiale versatile e affidabile, noto per le sue proprietà di resistenza all’usura e durezza superficiale. Conosci in che cosa consiste il processo di nitrurazione? Ora te illustriamo, spiegandoti anche i vantaggi e gli svantaggi di questo trattamento termochimico e i tipi di acciai più adatti a questa tecnica.

Versatile, affidabile, resistente all'usura, superficie dura.

L’acciaio da nitrurazione è un materiale versatile e affidabile, noto per le sue proprietà di resistenza all’usura e durezza superficiale. Conosci in che cosa consiste il processo di nitrurazione? Ora te illustriamo, spiegandoti anche i vantaggi e gli svantaggi di questo trattamento termochimico e i tipi di acciai più adatti a questa tecnica.

Processo di Niturazione

Innanzitutto, il processo di nitrurazione consiste in un trattamento termochimico che coinvolge l’introduzione di atomi di azoto nella superficie dell’acciaio. Il procedimento avviene a temperature relativamente basse (circa 520-545 °C) e per un periodo prolungato. Durante il processo, l’azoto atomico viene assorbito dalla ferrite superficiale del metallo, formando nitruri duri. Questo strato superficiale che si crea conferisce all’acciaio una maggiore resistenza all’usura, all’attrito e all’abrasione.

Ecco per te una sintesi dei vari passaggi che caratterizzano il processo termochimico utilizzato:

  • Preparazione del Pezzo: Il componente in acciaio viene pulito accuratamente per rimuovere eventuali contaminanti dalla superficie. È importante che la superficie sia priva di grasso, olio o ossidi;
  • Scelta del Metodo di Nitrurazione: Esistono due principali metodi di nitrurazione. In quella a Gas il pezzo viene posto in una camera a tenuta stagna con un gas contenente azoto (ad esempio ammoniaca). A temperature elevate (solitamente tra 500°C e 600°C), l’azoto reagisce con gli elementi della superficie dell’acciaio, formando uno strato di nitruro. In quella Ionica o Plasma, invece,il pezzo viene esposto a un plasma contenente ioni di azoto. Questo processo avviene a temperature inferiori rispetto alla nitrurazione a gas;
  • Temperatura e Durata: sono due elementi cruciali. Infatti, temperature più elevate accelerano la diffusione dell’azoto nella superficie dell’acciaio. La durata può variare da alcune ore a diversi giorni, a seconda del tipo di acciaio e dello spessore desiderato dello strato nitrurato;
  • Raffreddamento e Finitura: Dopo il trattamento, il pezzo viene raffreddato gradualmente per evitare tensioni interne. Infine, la superficie può essere finita tramite lucidatura o rettifica;
  • Controllo della Qualità: La durezza dello strato nitrurato viene misurata per garantire che soddisfi i requisiti specifici. Altri test possono includere la verifica della profondità dello strato e l’analisi della microstruttura.

Quando si Usa?

Questa tecnica si usa specialmente per i componenti meccanici soggetti a carichi pesanti e usura. Infatti, ha tra i suoi principali vantaggi un’elevata durezza superficiale, la resistenza alla corrosione, il miglioramento della resistenza alla fatica. Gli utensili maggiormente utilizzati sono i seguenti:

  • Ingranaggi: La nitrurazione aumenta la resistenza all’usura e prolunga la vita degli ingranaggi;
  • Alberi motore e a camme: La superficie nitrurata resiste meglio alle sollecitazioni dinamiche;
  • Punterie e valvole: La durezza superficiale migliora la resistenza all’abrasione e al grippaggio;
  • Utensili di pressofusione e stampaggio: Il processo aumenta la durata degli utensili.

Quali acciai si possono nitrurare?

Gli acciai più adatti alla nitrurazione contengono elementi che formano nitruri stabili. Questi includono cromo, molibdeno, vanadio e alluminio. Eccone alcuni:

  1. Acciaio al Cromo-Molibdeno (Cr-Mo): Questo tipo di acciaio offre una buona combinazione di resistenza meccanica e tenacità. È spesso utilizzato per ingranaggi, alberi e cuscinetti soggetti a carichi elevati.
  2. Acciaio al Cromo (Cr): L’acciaio al cromo è noto per la sua elevata durezza superficiale e resistenza all’usura. È comunemente utilizzato per parti soggette a attrito e abrasione, come gli stampi per la plastica.
  3. Acciaio Inossidabile Austenitico: Questo tipo di acciaio è resistente alla corrosione e può essere nitrurato per migliorare la sua durezza superficiale. È spesso utilizzato in componenti per l’industria alimentare e chimica.

Esempi di Acciai da Niturazione

Per essere ancora più specifici, alcuni esempi di acciai da nitrurazione sono:

 

  • 41CrAlMo7 (w.nr.1.8509): Adatto per pezzi di grandi dimensioni sottoposti a sollecitazioni alternate e pulsanti.
  • 34CrAlNi7 (w.nr.1.8550): Preferito per particolari di grosse dimensioni con elevate sollecitazioni dinamiche.

L’acciaio da nitrurazione offre davvero un compromesso ideale tra durezza superficiale e resistenza meccanica. Devi scegliere però il giusto tipo di acciaio per ottenere prestazioni ottimali nei componenti meccanici adatti ai tuoi bisogni specifici.

Processo di Nitrurazione

Innanzitutto, il processo di nitrurazione consiste in un trattamento termochimico che coinvolge l’introduzione di atomi di azoto nella superficie dell’acciaio. Il procedimento avviene a temperature relativamente basse (circa 520-545 °C) e per un periodo prolungato. Durante il processo, l’azoto atomico viene assorbito dalla ferrite superficiale del metallo, formando nitruri duri. Questo strato superficiale che si crea conferisce all’acciaio una maggiore resistenza all’usura, all’attrito e all’abrasione.

Ecco per te una sintesi dei vari passaggi che caratterizzano il processo termochimico utilizzato:

  • Preparazione del Pezzo: Il componente in acciaio viene pulito accuratamente per rimuovere eventuali contaminanti dalla superficie. È importante che la superficie sia priva di grasso, olio o ossidi;
  • Scelta del Metodo di Nitrurazione: Esistono due principali metodi di nitrurazione. In quella a Gas il pezzo viene posto in una camera a tenuta stagna con un gas contenente azoto (ad esempio ammoniaca). A temperature elevate (solitamente tra 500°C e 600°C), l’azoto reagisce con gli elementi della superficie dell’acciaio, formando uno strato di nitruro. In quella Ionica o Plasma, invece,il pezzo viene esposto a un plasma contenente ioni di azoto. Questo processo avviene a temperature inferiori rispetto alla nitrurazione a gas;
  • Temperatura e Durata: sono due elementi cruciali. Infatti, temperature più elevate accelerano la diffusione dell’azoto nella superficie dell’acciaio. La durata può variare da alcune ore a diversi giorni, a seconda del tipo di acciaio e dello spessore desiderato dello strato nitrurato;
  • Raffreddamento e Finitura: Dopo il trattamento, il pezzo viene raffreddato gradualmente per evitare tensioni interne. Infine, la superficie può essere finita tramite lucidatura o rettifica;
  • Controllo della Qualità: La durezza dello strato nitrurato viene misurata per garantire che soddisfi i requisiti specifici. Altri test possono includere la verifica della profondità dello strato e l’analisi della microstruttura.

Quando si usa

Questa tecnica si usa specialmente per i componenti meccanici soggetti a carichi pesanti e usura. Infatti, ha tra i suoi principali vantaggi un’elevata durezza superficiale, la resistenza alla corrosione, il miglioramento della resistenza alla fatica. Gli utensili maggiormente utilizzati sono i seguenti:

  • Ingranaggi: La nitrurazione aumenta la resistenza all’usura e prolunga la vita degli ingranaggi;
  • Alberi motore e a camme: La superficie nitrurata resiste meglio alle sollecitazioni dinamiche;
  • Punterie e valvole: La durezza superficiale migliora la resistenza all’abrasione e al grippaggio;
  • Utensili di pressofusione e stampaggio: Il processo aumenta la durata degli utensili.

Quali acciai si possono nitrurare?

Gli acciai più adatti alla nitrurazione contengono elementi che formano nitruri stabili. Questi includono cromo, molibdeno, vanadio e alluminio. Eccone alcuni:

  1. Acciaio al Cromo-Molibdeno (Cr-Mo): Questo tipo di acciaio offre una buona combinazione di resistenza meccanica e tenacità. È spesso utilizzato per ingranaggi, alberi e cuscinetti soggetti a carichi elevati.
  2. Acciaio al Cromo (Cr): L’acciaio al cromo è noto per la sua elevata durezza superficiale e resistenza all’usura. È comunemente utilizzato per parti soggette a attrito e abrasione, come gli stampi per la plastica.
  3. Acciaio Inossidabile Austenitico: Questo tipo di acciaio è resistente alla corrosione e può essere nitrurato per migliorare la sua durezza superficiale. È spesso utilizzato in componenti per l’industria alimentare e chimica.

Esempi di acciai da nitrurazione

Per essere ancora più specifici, alcuni esempi di acciai da nitrurazione sono:

 

  • 41CrAlMo7 (w.nr.1.8509): Adatto per pezzi di grandi dimensioni sottoposti a sollecitazioni alternate e pulsanti.
  • 34CrAlNi7 (w.nr.1.8550): Preferito per particolari di grosse dimensioni con elevate sollecitazioni dinamiche.

L’acciaio da nitrurazione offre davvero un compromesso ideale tra durezza superficiale e resistenza meccanica. Devi scegliere però il giusto tipo di acciaio per ottenere prestazioni ottimali nei componenti meccanici adatti ai tuoi bisogni specifici.

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