Nitruration plasma

Définition

Au cours de la nitruration plasma (ou la nitruration ionique) dans le gaz, la couche superficielle d’une pièce est  enrichie en azote. 

Procédé

Au cours de la nitruration au plasma ou la nitruration ionique, les pièces à traiter sont placées dans des cornues à vide, qui sont alimentées par un mélange d’eau et d’azote en tant que gaz de traitement.

En appliquant une tension, le plasma est allumé entre les pièces montées de façon cathodique et la cornue qui à sa place a une polarisation anodique. Les molécules d’azote ionisés entrent en contact avec les pièces à une vitesse élevée et diffusent dans leur surface en formant des nitrures spéciaux, comme c’est aussi le cas pour la nitruration gazeuse. Grâce à l’énergie cinétique des molécules d’azote libérés, la nitruration des aciers inoxydables et aussi possible lors de ce procédé, car la couche passive d’oxyde de chrome peut être détruite. 

Avantages

Moindres modifications dimensionelles

Etant donné que le traitement de Plasma ne produit pas de transformations structurelles du matériau de base et que les contraintes thermiques restent très faibles grâce au réchauffement et au refroidissement lents, on ne s’attend pas à des changements de masse importants. Seuls les contraintes de compression, qui se produisent dans la couche superficielle à la suite de la formation de nitrures, induisent des faibles changements de masse.
Des géométries spéciales (comme les anneaux) peuvent aboutir à de plus grandes déformation - la circonférence du pièce devient plus grand: le diamètre interieur et extérieur augmentent.

Bonne dureté de surface
Le traitement fait augmenter fortement la dureté de surface. La dureté dans la zone nitrurée et dans le matériau de base est mesurée avec un appareil de mesure Vickers (pyramide de diamant) avec une charge d'essai de 50 g. La dureté maximale mesurée à un acier X32CrMo17 est de 1250 HV 0,05 kg / mm². (Les valeurs limites Vickers vont de 3 pour le plomb jusqu'à 1500 pour la céramique). Les matériaux contenant des éléments formateurs de nitrures (par exemple l'aluminium, le chrome, le molybdène,
le vanadium) ont une dureté de nitruration ultérieure. Cependant, l'augmentation de la teneur en alliage réduit la profondeur de pénétration potentielle de l’azote.
Les couches nitrurées se composent des couches de liaison, de précipitations et de diffusion.

Haute résistance à l'usure
Due à la connexion du fer et des éléments d’alliage dans la surface, la zone de liaison acquière un caractère non métallique. Dès lors qu’au cours des processus de glissement, il ce produit un accouplement métal-non métal ce qui empêche tout soudage (et soudage à froid) et augmente ainsi la résistance à l'usure.
Un effet secondaire est donc le faible coefficient de frottement qui se produit lors de ces accouplements.

Grande capacité de charge
Les couches de nitrure ont une grande ténacité. Même après chargement (essais de compression) en dépassant la limite d'élasticité (limite zone élastique/plastique) vers la zone plastique (déformation permanente), aucun dommage n’est notable à la surface, en condition d’une faible variation de forme.

Autres propriétés
Les propriétés de glissement et la résistance à l'usure se maintiennent jusqu'à des températures de 500 ° C et même plus mais dans ce cas seulement à court terme. Etant donné que la zone de liaison est un conducteur moins bon que le matériau de base, elle ne chauffe pas aussi vite que sans nitruration à plasma.

• Haute reproductibilité des résultats de nitruration
• Réduction du coefficient de frottement
• Résistance à la chaleur de la couche de nitruration à plasma jusqu'à 500 ° C
• Aspect esthétique impeccable, couleur gris

Indications

Pour effectuer la nitruration au plasma, nous avons besoin des informations suivants:

• Désignation de l alliage
• Température du traitement thermique précédent
• Profondeur de nitruration (Nht) en mm
• L'épaisseur de la couche de liaison en µm (VS)

L’état de livraison:

• Exempt de couleurs de revenu ternissement
• Exempt de calamine
• Exempt de rouille propre / rouille erratique
• Exempt d'impuretés organiques telle que les huiles.

Dans le cas contraire, les pièces vont être lavées chez nous.

Dans le cas d’un traitement thermique préalable, il est nécessaire de soumettre les pièces d’abord à un revenu (réchauffement maitrisé). La température du traitement préalable doit être d'au moins 20°C plus élevée que celle de la nitruration.

Attention ! Si cela n’est pas respecté, les pièces peuvent être endommagées !

Matériaux

Les matériaux appropriés pour la nitruration au plasma sont :

• Toutes les qualités de fonte et d’acier (pour des hautes duretés au moins avec des éléments d'alliage en aluminium et chrome)
   
• Des matériaux frittés à base de fer