Nitruración con plasma

Aumente el rendimiento de su aplicación de conformación

Ionbond Forming Molding Portrait
Plasma Nitriding Diagram

Nitruración por plasma y recubrimiento PVD/PACVD: una potente combinación

Las operaciones de conformación son muy propensas al desgaste, la abrasión, la adhesión, la descomposición de la superficie y las reacciones triboquímicas. Por ello, la industria del conformado utiliza tratamientos y recubrimientos superficiales para prolongar la vida útil de las herramientas de conformado y aumentar su rendimiento. Para este sector, Ionbond ofrece soluciones de recubrimiento dúplex, que dan excelentes resultados para las herramientas de conformación. Éstas, consisten en un paso de nitruración por plasma seguido de un recubrimiento por deposición física de vapor (PVD) o por deposición química de vapor asistida por plasma (PACVD).

Compound layer diagram

Las ventajas de la nitruración

La nitruración es un proceso para crear una superficie dura con una gran resistencia al desgaste abrasivo y a la fatiga termomecánica. Es un proceso de difusión termomecánica de bajo coste que puede realizarse a temperaturas lo suficientemente bajas como para no requerir un tratamiento térmico posterior. Durante el proceso de nitruración, la capa superficial de una herramienta se enriquece con nitrógeno. En principio, todos los aceros y hierros fundidos pueden ser nitrurados, aunque la presencia de elementos de aleación formadores de nitruros, como el cromo (Cr), el molibdeno (Mo), el aluminio (Al) y el vanadio (V), da mejores resultados.

La capa superficial nitrurada, que crece en el material base, consta de dos zonas principales: la capa compuesta y la zona de difusión. Estas capas tienen diferentes propiedades, que también dependen de los elementos de aleación, lo que significa que la nitruración tiene una amplia gama de aplicaciones.

Nitruración con plasma

La nitruración por plasma es un método de nitruración con una alta reproducibilidad y estrechas tolerancias en el resultado del tratamiento. También es más respetuoso con el medio ambiente que la tradicional nitruración por gas. Gracias al control preciso del proceso, la nitruración por plasma puede lograr una rugosidad superficial menor que otras tecnologías alternativas como la nitruración en baño y en polvo. El control optimizado del proceso también puede reducir el grosor de la capa de compuesto, que tiene una baja adherencia.

Hot forging PN H13 vs Duplex IB 30

Estudio de caso 1

Fundición a alta presión de aluminio

La fundición de aluminio a alta presión (HPDC) es una de las aplicaciones de conformación más exigentes, que no es económicamente viable sin el uso de recubrimientos de PVD dúplex. Los retos más importantes son la soldadura del material, la erosión y la comprobación del calor. Los recubrimientos PVD y de deposición química de vapor (CVD) combaten con éxito los efectos de la soldadura y la erosión. Pero, como no cambian el perfil térmico de la herramienta, se requiere la nitruración por plasma. Para uno de nuestros clientes, el Ionbond™ 22 dúplex en matrices de acero para trabajo en caliente H13 supuso una mejora de la productividad del 1.400%, con mucha menos soldadura y sin comprobación térmica.

Hot forging PN H13 vs Duplex IB 30 350

Estudio de caso 2

Acero forjado en caliente

Otra aplicación exigente es el acero forjado en caliente, que no es económicamente viable sin el uso de recubrimientos PVD dúplex. Los recubrimientos PVD y CVD pueden añadir dureza en caliente y estabilidad a la temperatura. La nitruración por plasma de la matriz aumenta su resistencia a la fatiga termomecánica. Se observó una mejora de la productividad del 350% en uno de nuestros clientes, utilizando Ionbond™ 30 dúplex en matrices de acero para trabajo en caliente H13.

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Broegelmann Tobias 2021

Dr. Ing. Tobias Brögelmann

Director de segmento mundial Herramientas de formado y moldeado