I trattamenti termici superficiali sono tecniche di trattamento termico di un materiale per conferire a determinate parti meccaniche caratteristiche meccaniche differenti al cuore o alla superficie. In molti casi, infatti, le parti meccaniche sono sottoposte a sollecitazioni quali:
Questi fenomeni sollecitano gli strati esterni che talvolta richiedono un trattamento, di cui esistono diversi tipi.
L'altro tipo di trattamento termico è il trattamento termico alla rinfusa .
I trattamenti superficiali sono classificati in due famiglie principali: tempra per tempra dopo riscaldamento superficiale e trattamenti termochimici.
Il riscaldamento è localizzato fino a pochi millimetri a temperatura austenitica seguito da un raffreddamento rapido in due diverse forme:
Realizzato con una torcia .
Ingresso termico per effetto Joule legato alla presenza di corrente indotta . Preferibile al riscaldamento OA per il suo migliore controllo dello spessore del riscaldamento e della temperatura.
Tecnica utilizzata per l' indurimento superficiale di parti meccaniche che devono conservare le proprie qualità interne e presentare uno strato molto duro sulla superficie.
Questi tipi di riscaldamento sono caratterizzati da:
Piuttosto, vengono utilizzati nei trattamenti per aumentare la resistenza all'attrito.
Lo spessore di lavorazione deve essere piccolo (non più di 10 mm ), quindi abbiamo bisogno di materiali con bassa temprabilità : acciaio con % C <0,5 . Questa limitazione del carbonio riduce i rischi di austenite residua e tapure di tempra.
Il trattamento termico superficiale mediante spruzzatura al plasma consente di aggirare le due maggiori difficoltà presentate dai trattamenti termici e dai trattamenti termochimici:
La spruzzatura al plasma consente un miglior controllo degli spessori e il rivestimento è possibile su tutti i tipi di materiali. Il principio è costituito da particelle calde proiettate che si schiantano sulle superfici da trattare. Prima del trattamento, la superficie deve essere preparata mediante sabbiatura o sverniciatura. L'adesione al materiale è legata all'energia cinetica delle particelle (velocità da 200 a 1000 m / s ). Le particelle proiettate possono essere tungsteno, rame, tantalio, molibdeno o ceramica.
I principali trattamenti sono:
Aumento dell'indurimento aumentando la% C dell'area superficiale. È un trattamento chimico di diffusione del carbonio. Questo arricchimento avviene in un mezzo gassoso (80% degli usi), liquido, pastoso. Esistono due fenomeni simultanei:
Il trattamento viene effettuato nell'intervallo da 900 a 950 ° C (questa alta temperatura favorisce la diffusione). Gli acciai utilizzati hanno una bassa % di C e pochi elementi di aggiunta (XC18, 20MC16).
Il trattamento (o processo) di nitrurazione è un trattamento superficiale che consiste nell'immergere parti lavorate in un mezzo in grado di cedere azoto (precedentemente chiamato nitro) sulla superficie, ad una temperatura compresa tra 300 e 580 ° C dove l'azoto può diffondersi dalla superficie al centro della stanza. Una volta terminato il trattamento, possiamo osservare due strati:
L'aumento della durezza superficiale porta alcuni vantaggi: l'usura delle parti sarà limitata, ma le parti manterranno a cuore le loro caratteristiche meccaniche specifiche, per quanto riguarda la nitrurazione, lo strato di combinazione ha buone proprietà di scorrimento che possono essere apprezzate per cuscinetti e ingranaggi, questo strato può essere rimosso se necessario. La durezza ottenuta è maggiore di quella della cementazione ( 1200 HV contro 1000 HV ) e lo spessore è meglio controllato ma il trattamento è leggermente più costoso (5 € / kg trattato contro 3 € / kg ). Gli acciai utilizzati hanno una % C compresa tra 0,3 e 0,4 con o senza aggiunta di elementi.
La cromatura è un trattamento mediante il quale il cromo viene diffuso negli strati superficiali di un acciaio. Non deve essere confuso con la cromatura, che è un deposito superficiale di questo metallo su acciaio o altri materiali. La carbonitrurazione è un trattamento di diffusione. Come per la cementazione, c'è una scorta di carbonio sulla superficie ma in aggiunta c'è un'introduzione di azoto nel forno o in un bagno.