Nitrurazione al plasma · Caso studio

Nitrurazione dell’H13: una zona di diffusione profonda contro l’usura per strisciamento.

Patt realizza costantemente strati nitrurati di 250 µm o superiori sull’acciaio H13 attraverso cicli di nitrurazione ionica / al plasma pulsato. L’elevata durezza in prossimità della superficie e una profonda zona di diffusione portante aiutano l’acciaio trattato a sopportare carichi di contatto, usura per strisciamento e sollecitazioni di grippaggio.

Discuti un componente in H13 Esplora la nitrurazione al plasma

≥250 µmProfondità di strato produttiva dichiarata da Patt

≈1.100Durezza rilevata a 20 µm (HV0.05)

≈800×Miglioramento dell’usura per strisciamento dichiarato da Patt

Durezza sostenuta dalla profondità della zona di diffusione

Una superficie dura necessita di un adeguato supporto sottostante. Per i componenti in H13 esposti a contatti e strisciamenti ripetuti, Patt sviluppa una zona di diffusione che distribuisce gradualmente la transizione dalla regione superficiale indurita verso la durezza a cuore del substrato. Uno strato di 250 µm o più assicura un sostegno meccanico sostanziale sotto la superficie funzionale.

Il processo è studiato per evitare la formazione di nitruri intergranulari (IGN) e di uno strato dei composti (coltre bianca) fragile in superficie. Profondità di strato, profilo di durezza, resistenza al rinvenimento e struttura metallurgica vengono valutati congiuntamente per adattare il trattamento al componente e alle condizioni operative.

Microdurezza misurata attraverso lo strato

Due scansioni archiviate su H13 compongono un profilo di microdurezza a 24 punti rilevato nelle posizioni superiore e inferiore del campione. Ciascun profilo comprende 12 misurazioni tra 20 e 290 µm sotto la superficie. Il grafico collega direttamente i valori registrati senza lisciatura né estrapolazione.

Grafico del profilo di microdurezza a 24 punti su H13 tra posizione superiore e inferiore da 20 a 290 micrometri, misurato con carico di 50 g. — UP e DOWN identificano le due posizioni nelle micrografie originali. Le misure utilizzano un carico Vickers di 50 g (HV0.05). La linea verticale a 250 µm è un riferimento di profondità e non una misura aggiuntiva.

Valori del profilo di microdurezza a 24 punti

Valori originali registrati a ciascuna profondità misurata; durezza espressa in HV0.05.
Profondità sotto la superficie (µm)	Posizione superiore (HV0.05)	Posizione inferiore (HV0.05)
20	1107	1106
40	1076	1075
70	1046	1021
100	1048	1021
120	1020	1021
140	994	944
170	920	835
190	743	712
220	653	653
240	626	601
270	601	578
290	589	578

Una transizione graduale verso il substrato

A 20 µm di profondità le due letture sono pari a 1.107 e 1.106 HV0.05. A 120 µm restano su 1.020 e 1.021 HV0.05. Procedendo più in profondità nella zona di diffusione, i valori si attestano a 626 e 601 HV0.05 a 240 µm, e a 601 e 578 HV0.05 a 270 µm. Questi profili evidenziano il gradiente progressivo di durezza sotto la superficie di lavoro.

Micrografie originali in sezione trasversale

Le micrografie selezionate conservano le annotazioni originali e i riferimenti metrici da 50 µm. Aprite ciascuna immagine per esaminarla a piena risoluzione.

Sezione trasversale H13: posizione superiore (UP), con traccia delle impronte originali e barra di scala da 50 µm.

Sezione trasversale H13: posizione inferiore (DOWN), con traccia delle impronte originali e barra di scala da 50 µm.

Comportamento all’usura per strisciamento e resistenza al grippaggio

Patt riporta i seguenti miglioramenti prestazionali per il proprio processo di nitrurazione sull’acciaio H13. Questi risultati tribologici sono distinti dalle misure di microdurezza presentate sopra.

Resistenza all’usura per strisciamento circa 800× superiore

Patt dichiara un miglioramento di circa 800 volte nella resistenza all’usura per strisciamento rispetto al substrato H13 non trattato, contrastando la perdita di materiale nei contatti striscianti.

Resistenza al grippaggio nettamente migliorata

Patt dichiara inoltre un marcato incremento della resistenza al grippaggio, contribuendo a proteggere le superfici accoppiate dal danneggiamento adesivo e dal trasferimento di materiale durante lo scorrimento.

Applicazione del processo alle attrezzature in H13

Nelle attrezzature per materie plastiche e in altri componenti in H13, il trattamento risponde ai contatti di strisciamento in cui usura, adesione e profondità portante dello strato contano simultaneamente. Il profilo obiettivo viene selezionato in base alle effettive condizioni di contatto, alla geometria del particolare e al trattamento termico precedente.

Per una valutazione applicativa, inviate stato di trattamento termico dell’H13, durezza a cuore, disegno, temperatura di esercizio, problematica di contatto o usura, aree da mascherare e tolleranze dimensionali finali.

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