Plazma (İyon) Nitrürleme Nedir?
Plazma Nitrürleme (nitrasyon), demir esaslı malzemelerde, Ni ve Ti alaşımlarında uygulanan bir yüzey sertleştirme yöntemidir. İşlem için özel tasarlanmış vakum fırınlarında yapılan Plazma Nitrasyon işlemi, elektrik akımı vasıtasıyla proses gazlarının iyonize edilerek iş parçalarına yönlendirilmesi sayesinde gerçekleşir.
İşlem sırasında, iş parçalarını homojen olarak saran plazma fazı ile yavaş yavaş ısınan parçalarda difüzyon sıcaklığına ulaşıldığında azot atomları yüzeyden içeri doğru yayılmaya başlarlar. Yüzeyden itibaren azotça zenginleşen malzeme yüzeyinde azotun ana malzeme ve alaşım elemanlarıyla oluşturduğu Nitrür bileşikleri sayesinde malzemenin yüzeyi sertleştirilir.
Çelik ve dökme demir malzemelerde çoğunlukla yüzey sertliğini ve aşınma direncini artırmak için kullanılan Plazma Nitrasyon işlemi faz değişimine neden olmamasıyla (ferritik fazda gerçekleşmesiyle) diğer ısıl işlem yöntemlerinden ayrılır.
Nitrasyon yöntemleri arasında en düşük işlem sıcaklığına sahip olması Plazma Nitrasyonun en önemli özelliklerinden biridir.
Plazma Nitrasyon işlem sıcaklığı, malzemenin cinsine, daha önce görmüş olduğu ısıl işlemlere ve arzu edilen yüzey özelliklerine bağlı olarak 300-580 °C arasında olabilir.
Plazma Nitrasyon işlem süresi ise gene arzu edilen yüzey özelliklerine bağlı olarak 15 dakikadan 120 saate (gerekirse daha da uzun) kadar ayarlanabilmektedir.
Plazma Nitrasyonda kullanılan gazlar (N2, H2, CH4, Ar, N2O, CO2) istenen yüzey özelliklerine bağlı olarak çok çeşitli olabilir ve bu gazlar istenilen oranlarda kullanılabilir. Böylece malzeme yüzeyinde elde edilecek nitrasyon tabakasının karakteristiğine istenilen yönde kolaylıkla etki edilebilir.
Plazma Nitrasyon işleminde çevreye ve çalışan sağlığına risk oluşturacak gazlar kullanılmaz. Riskli atık gazlar üretilmez. Bu da plazma nitrasyonun işletmelere sağladığı önemli avantajlar arasındadır.
Plazma Nitrürlemenin Özellikleri
- Aşınma direncini artırır
- Yorulma ömrünü uzatır
- Çarpılma ve ölçüsel değişiklikleri en az düzeyde tutar
- Yüksek yüzey sertliği sağlar
- Yüksek ölçü sadakati vardır
- Beyaz tabaka kontrolü yüksektir
- Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerde korozyon direncini artırır
- Nitrürlemeden sonra temiz ve parlak yüzeyler elde edilir
- Çevreyi kirletmez ve çalışan sağlığına zarar vermez
- Daha homojen sertlik dağılımı sağlar
- Sertlik profilinin ayarlanabilme olanağı sunar
- Sertleşmemesi istenen bölgelerin mekanik maskeleme yöntemiyle kapatılabilmesi mümkündür
- Düşük sıcaklıklarda işlem yapılırken sertlik düşmesi sorunlarının en aza indirilebilmesi
Endüstriyel Uygulama Alanları
- Otomotiv ve otomotiv yan sanayi
- Makina imalat sanayi
- Makina yedek parça sanayi
- Ağır sanayi makinaları
- Hidrolik iş makinaları
- Kalıpçılık sektörü
Kısaca, sürtünme ve aşınma olan her türlü endüstriyel uygulamada önemli avantajlar sağlar.