Egyes alkatrészek, mint pl. a tengelyek, fogaskerekek, lánckerekek, dugattyúk, fúvókák, csúszkák, vezetékek, görgők, stb. nagy felületi koptató igénybevételnek vannak kitéve. Gyakran nem lehetséges az alkatrészek edzése a ridegedés miatt, hanem nemesíteni kell őket a szívós mag elérése érdekében. Ezt pedig egy felületi keményítő eljárás követ, amely lehet a nitridálás. Ez által igen kemény, kopásálló és kiváló siklási tulajdonságú réteg keletkezik, mely korrózióállósággal is rendelkezik.

A hagyományos, sófürdőben vagy gázban végzett nitridálással szemben a plazmanitridálás során a folyamat sokoldalú és pontos vezérelhető. Emiatt (különösen a pulzált plazma paramétereinek megfelelő kiválasztásával), a létrejövő nitridált réteg felépítése, átmenetei mélysége és homogenitása egymástól függetlenül is jelentősen befolyásolhatók.

A plazmanitridálás a termokémiai hőkezelési eljárások körébe tartozik, melyet 350-600°C hőmérséklet tartományban végeznek. Az anódként szolgáló kemencefal előtt pozitív töltésű ionok ütköznek - nagy becsapódási sebességgel - a katódként kapcsolt munkadaraboknak. Ez az ionzápor először egy nagyon intenzív felülettisztítást eredményez, majd felhevíti és nitridálja a munkadarab felületét. A plazmanitridálás végezhető egyenáramú és pulzált plazmában egyaránt. A plazmanitridálás vákuumkemencében (200-500 Pa nyomáson), ionizált gáz atmoszférában (ammónia, nitrogén, metán vagy hidrogén) történik, de kopásállóbb felületi rétegek kialakításához gázkeveréket is használnak.

A hőkezelés minőségét a gáz összetétele, a nyomás, a hőmérséklet és a művelet idő-tartama határozza meg. Azoknál az eljárásoknál, ahol rétegeket képeznek vagy hordanak fel, az alapanyag minősége éppen úgy döntő, mint maga a hőkezelés.

Plazmában valamennyi ötvözetlen vagy ötvözött acél, öntvény és szinterelt anyag nitridálható a többi eljárással ellentétben.

A nitridált kéreg felső része (anyagtól függően max. 30 µm vastag) kemény és vegyileg stabil réteg, alatta pedig a diffúziós zóna helyezkedik el, amely max. 1 mm vastag lehet.

Az eljárással javíthatók az anyagok kopási és csúszási tulajdonságai, illetve korrózióálló réteg hozható létre. A vetemedés igen csekély. Általában csak kész alkatrészeken végeznek plazmanitridálást, mert a hőkezelést követően nincs szükség semmilyen utómegmunkálásra. A nitridált munkadarabok méretei a kéregvastagság ~1%-val növekednek, amely jelentéktelen változás.

-nagy kopásállóság

-csekély vetemedés (extrém geometriák)

-a rétegek az igénybevételnek megfelelően alakíthatók ki

-korrózióálló rétegek hozhatók létre

-részleges hőkezelés

-a réteg hőálló és nem lágyul ki ~550°C-ig

-környezetbarát

-nincs szükség kenőanyagokra

-korrózióálló anyagok is nitridálhatók

 

Néhány acél plazmanitridálással elérhető keménysége
Acél csoport	Megnevezés	WNR szám	Keménység HV1	Rétegvast mx.mm
Betonacél	St 60 St 37	1.0062 1.0116	350-450 300-400	1,0 1,0
Automataacél	9 S 20 9 SMnPb 28 ETG 80 ETG 100 16 MnCrS5	1.0711 1.0718 1.0727 1.0727 1.7139	280-350 280-350 450-550 500-600 650-750	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Betétben edzhető acélok	Ck 15 15 CrNi 6 21 NiCrMo 2 17 CrNiMo 6 16 MnCr 5 20 MnCr 5	1.1141 1.5919 1.6523 1.6587 1.7131 1.7147	400-500 650-750 500-600 650-750 650-750 650-750	1,0 1,0 1,0 0,8 1,0 1,0
Nemesíthető ötvözetlen acél	CK 30 CK 45 CK 60	1.1178 1.1191 1.1221	0400-500 450-550 500-600	1,0 1,0 1,0
Nemesíthető ötvözött acél	25 CrMo 4 42 CrMo 4 30 CrMoV 9 50 CrV 4	1.7218 1.7225 1.7707 1.8159	550-650 600-700 700-800 600-700	1,0 1,0 0,8 0,8
Nitridálható acélok	43 CrAl 6 34 CrAlMo 5 31 CrMoV 9 34 CrAlNi 7	1.8504 1.8507 1.8519 1.8550	1000-1200 1000-1200 900-1000 1000-1200	0,8 0,8 0,8 0,8
Csapágy acél	100 Cr 6 X 102 CrMo 17	1.3505 1.3543	550-650 1000-1200	1,0 0,2
Rugóacél	Ck 75 60 SiMn 5 58 CrV 4	1.1248 1.5142 1.8161	500-600 500-600 600-700	1,0 1,0 0,8
Ötvözött szerszámacél	C 105 W 1 C 80 W 2	1.1545 1.1625	550-600 550-650	1,0 1,0
Gyorsacél	S 12-1-4 S 6-5-2 S 18-0-1	1.3302 1.3343 1.3355	1000-1200 1000-1200 1000-1200	0,2 0,2 0,2
Hideg- megmunkáló- acélok	X 165 CrV 12 29 CrMoV 9 40 CrMnMo 7 40CrMnMoS 8-7 X100 CrMoV5-1 X155CrVMo12-1 X 45 NiCrMo 4 90 MnCr 8	1.2201 1.2307 1.2311 1.2312 1.2362 1.1379 1.2767 1.2842	1000-1200 850-950 600-700 600-700 800-900 1000-1200 600-700 550-650	0,2 0,4 0,8 0,8 0,4 0,2 0,8 0,8
Meleg- megmunkáló- acélok	42 Cr 13 40 CrMoV 5-1 60 WcrMoV 9-4 55 NiCrMoV 6 15CrCoMoV10-10-5	1.2082 1.2344 1.2622 1.2713 1.2886	1000-1200 850-950 800-900 500-600 1000-1200	0,3 0,4 0,5 0,8 0,3
Rozsdamentes és saválló acélok	X 30Cr 13 X 14 CrMoS 17 X 90 CrMoV 18 X 38 CrMoV 15 X 5 CrNi 8 10 X 10 CrNiS 18 9 X5CrNiMo17 12 X90 CrCoMoV 17	1.4028 1.4104 1.4112 1.4117 1.4301 1.4305 1.4401 1.4535	1000-1200 1000-1200 1000-1200 1000-1200 1000-1200 1000-1200 1000-1200 1000-1200	0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
Szürkeöntvény	GG 25 CrMo GG 25 GG 30		600-700 300-400 350-450	0,3 0,3 0,3
Gömbgrafitos acélöntvény	GGG 40 GGG 60 GGG 70		400-500 500-600 600-700	0,4 0,4 0,4