Proceso de tratamiento por nitruración superficial de placas de acero inoxidable
Las placas de acero inoxidable se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, y la modificación de su superficie es un método clave que, al ser de bajo costo, puede mejorar significativamente la dureza de la superficie, la resistencia al desgaste y otras propiedades del material.
Debido a que existe una película de óxido en la superficie de la placa de acero inoxidable, es muy difícil realizar el nitrurado por gas tradicional. Aunque el material de acero inoxidable puede ser sometido al nitrurado por gas después de un tratamiento de activación de su superficie, el proceso es complejo y difícil de controlar; por ello, la industria ha comenzado a utilizar nuevas tecnologías para el nitrurado. La tecnología de nitrurado iónico es la más comúnmente utilizada en este contexto.
El nitrurado iónico convencional se realiza en una atmósfera mixta de N2 y H2 o NH3 a una temperatura de entre 500 y 560°C. Dado que el nitrurado iónico puede eliminar directamente la película de pasivación de la superficie del acero inoxidable, así como lograr un nitrurado localizado y controlar con facilidad el potencial de nitrógeno, ofrece un rendimiento claramente superior en el fortalecimiento de dicha superficie.
Los resultados de los experimentos de nitruración iónica en algunos aceros inoxidables martensíticos demuestran que este proceso puede generar una capa de nitruro de cierta espesor en la superficie de la placa de acero inoxidable sin la necesidad de un pretratamiento para eliminar la película de óxido. La dureza y la resistencia al desgaste del acero inoxidable mejoran significativamente después de la nitruración. Sin embargo, el proceso convencional de nitruración iónica tiende a formar una capa de CrN en su superficie, lo que provoca una deficiencia de cromo en la matriz del acero inoxidable y, por consiguiente, reduce su resistencia a la corrosión. Por ello, aunque la dureza superficial, la resistencia al desgaste, la resistencia a las ralladuras y la capacidad de resistir el pegado del acero inoxidable aumenten considerablemente tras este tratamiento, si no se maneja adecuadamente, es muy probable que se produzcan problemas de calidad como la peladura de la superficie, una espesor desigual de la capa endurecida y una reducción significativa en su capacidad de resistencia a la corrosión.
Para evitar la formación de CrN a altas temperaturas y que esto dañe la resistencia a la corrosión natural del acero inoxidable, es necesario desarrollar un proceso de tratamiento a bajas temperaturas. El proceso de nitruración por plasma a baja temperatura, desarrollado en la década de 1980, ha superado con éxito el problema técnico asociado al debilitamiento de la resistencia a la corrosión del acero inoxidable austenítico después del tratamiento. La clave radica en realizar dicho proceso a bajas temperaturas para prevenir la formación de CrN y la disminución de la resistencia a la corrosión que ocurre cuando el material pierde crómio.
Aunque la tecnología de nitruración a bajas temperaturas resuelve el problema de la disminución de la resistencia a la corrosión del acero inoxidable después del proceso de nitruración, la nitruración iónica en sí también presenta inconvenientes, como los efectos de las fronteras entre las capas del material, los efectos del “cátodo hueco” y las temperaturas desiguales en la pieza trabajada. Para superar estos problemas, la industria ha desarrollado específicamente la tecnología de nitruración iónica con pantalla activada.
