Conheça os tipos de Nitretação para aços

A nitretação é um tipo de tratamento térmico que difunde o nitrogênio na superfície de um metal para endurecê-la. A vantagem desse processo é que possui redução de distorção em comparação com a cementação.

Esse tratamento térmico ainda fornece uma alta resistência superficial e núcleo dúctil. É aplicado em pequenas engrenagens, eixos de manivela e peças de desgaste. Continue e leitura e confira tudo o que você precisa saber sobre o assunto!

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O que é Nitretação?

É um tratamento térmico de endurecimento do aço. Esse processo cria uma superfície endurecida pela difusão do nitrogênio. Dependendo da profundidade do endurecimento necessário, pode levar de 4 a 60 horas!

Benefícios desse processo para os aços

Os principais objetivos desse tratamento são:

✔️Obter alta dureza na superfície. A dureza alcançada é geralmente maior do que no método de cementação;

✔️Aumentar a resistência ao desgaste;

✔️Melhorar a durabilidade da fadiga e outras propriedades relacionadas;

✔️Aprimorar a resistência à corrosão do material;

✔️Adquirir propriedade de alta temperatura da superfície (resistência ao revenido ou amolecimento até a temperatura de nitretação);

✔️Ganhar propriedades anti-gripagem.

Usos

As aplicações mais comuns são em peças de válvula, engrenagens, matrizes de forjamento, virabrequins, matrizes de extrusão, eixos de comando, componentes de armas de fogo, rolamentos, máquinas têxteis, componentes de aeronaves, sistemas de geração de turbinas, ferramentas de molde de plástico, entre outros.

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Tipos

Basicamente, existem três tipos de nitretação: à plasma, gasosa e líquida. Abaixo você confere casa um deles com detalhes.

Nitretação a plasma

Também chamado de nitretação iônica, é realizado em uma mistura de nitrogênio, hidrogênio e um gás gasoso opcional de carbono. Neste processo de baixa pressão, uma tensão é aplicada entre o lote e a parede do forno. Uma descarga luminescente com alto nível de ionização (plasma) é gerada ao redor das peças.

Na superfície que é diretamente carregada pelos íons, são formados nitretos ricos em nitrogênio que se decompõem, liberando nitrogênio ativo na superfície. Devido a este mecanismo, a blindagem é facilmente realizada cobrindo as áreas pertinentes com uma manta metálica.

A nitretação a plasma permite a modificação da superfície de acordo com as propriedades desejadas.

Prós e contras

As principais vantagens dessa categoria são:

✔️Controle rigoroso da microestrutura nitretada;

✔️A vida útil do componente também aumenta;

✔️Nenhum processo de pós-nitretação requer polimento ou usinagem;

✔️Causa pouca ou nenhuma distorção.

Os contras são:

❌ Limitado apenas na espessura da zona composta;

❌ Controle de temperatura deficiente.

Usos

Engrenagens, virabrequins, eixos de comando, seguidores de comando, peças de válvula, parafusos de extrusão, ferramentas de fundição sob pressão, matrizes de forjamento, ferramentas de conformação a frio, injetores e ferramentas de molde de plástico, eixos longos, eixo, embreagem e peças de motor.

A nitretação a plasma é adequada para todos os materiais ferrosos, até mesmo aços sinterizados com maior porosidade, ferro fundido e aços-ferramenta de alta liga, mesmo com teores de cromo superiores a 12%.

Se baixas temperaturas forem aplicadas, os aços inoxidáveis ​​e ligas à base de níquel podem ser nitretados a plasma e manter a maior parte de sua resistência à corrosão!

Nitretação gasosa

A nitretação a gás é um processo de baixa temperatura (tipicamente 520° C / 970° F), realizado para melhorar as propriedades de superfície de componentes ferrosos acabados ou quase acabados.

A camada geralmente consiste em duas zonas – a camada composta (camada branca) que pode ser um nitreto cúbico ou hexagonal e a camada de difusão abaixo com nitrogênio dissolvido e precipitações de nitreto duro.

A camada composta na superfície das peças é responsável pela alta resistência ao desgaste, arranhões, escoriações e gripagem. Já a camada de difusão contribui para uma maior resistência à fadiga e funciona como um suporte para a camada de composto duro.

Vantagens e desvantagens

As principais vantagens em relação aos outros procedimentos são:

✔️ Possibilidade de tamanhos de lote maiores (limitado pelo tamanho do forno e fluxo de gás);

✔️ É alcançado efeito de nitretação completo;

✔️ Custo de equipamento relativamente baixo em comparação com a nitretação a plasma, por exemplo.

Os contras são:

❌ A amônia como meio de nitretação pode ser prejudicial se inalada em grandes quantidades. Além disso, existe o risco de explosão ao aquecer na presença de oxigênio; portanto, deve ser controlado com cuidado.

❌ A cinética de reação é fortemente influenciada pelas condições da superfície. Superfície contaminada de má qualidade oferece resultados insatisfatórios!

Aplicações

Engrenagens, virabrequins, árvores de cames, seguidores de came, peças de válvula, molas, parafusos de extrusão, ferramentas fundidas, matrizes de forjamento, matrizes de extrusão de alumínio, injetores e moldes de plástico.

A nitretação é mais eficaz quando aplicada à gama de aços contendo elementos formadores de nitreto, como cromo, molibdênio, vanádio e alumínio. O processo também é aplicável a aços ferramenta, como aços para trabalho a quente, trabalho a frio e moldes. Uma aplicação de baixa temperatura é a nitretação de aços para molas para prolongar a vida útil em uso automotivo. Em geral, todos os materiais ferrosos podem ser nitretados a gás até 5% de cromo.

Para melhores resultados, o material deve estar endurecido e revenido antes desse processo.

Nitretação líquida

Nitretação líquida, ou por banho de sal, emprega a mesma faixa de temperatura da nitretação a gás, entre 510º C a 580° C. O meio de endurecimento é um banho de sal fundido com nitrogênio contendo cianetos ou cianatos.

Ao contrário da cementação e cianetação líquida, que empregam banhos de composições semelhantes, a nitretação líquida é um processo de endurecimento subcrítico. Assim, o processamento de peças acabadas é possível porque a estabilidade dimensional pode ser mantida. Além disso, a nitretação líquida adiciona mais nitrogênio e menos carbono aos materiais ferrosos do que os obtidos por meio de tratamentos de difusão em alta temperatura.

Benefícios e malefícios

✔️ Tempo de processamento rápido e maior difusão no mesmo período;

✔️ É uma operação simples.

E as desvantagens são:

❌ Os sais de cianeto usados ​​são altamente tóxicos;

❌ Apenas um processo é possível com um determinado tipo de sal.

Usos

Aços sem liga, aços de baixa liga, aços de alta liga, ferro fundido, ferro dúctil e metais sinterizados e aços inoxidáveis.

Aços para Nitretação

De modo geral, todo aço (ou ferro) pode ser nitretado. O que difere é o processo que anterior. Os aços de baixa-liga, por exemplo, podem passar pela nitretação na condição recozida. Já os aços de média e alta ligas precisam ser austenitizados, temperados e revenidos para garantir as propriedades ideais antes da nitretação.

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