Como a nitretação iônica melhora as ligas de titânio?

A nitretação iônica aprimora as ligas de titânio ao aumentar a dureza superficial, a resistência ao desgaste, a resistência à gripagem e a resistência à corrosão em ambientes redutores, ao mesmo tempo em que preserva a tenacidade e a ductilidade do núcleo. Ela resolve os problemas de baixa resistência ao desgaste e à gripagem, bem como a resistência limitada à corrosão do titânio em meios redutores. O processo é utilizado em aplicações petroquímicas, de defesa e de equipamentos médicos.

A temperatura e o tempo de nitretação determinam a dureza e a profundidade da camada. As superfícies tratadas adequadamente apresentam uma cor amarelo-dourado.

A fragilização por hidrogênio é uma preocupação importante. Misturas de nitrogênio e argônio, ou mesmo nitrogênio puro, são comumente utilizadas. Se for utilizada uma atmosfera contendo hidrogênio, como uma mistura de nitrogênio e hidrogênio ou amônia, interrompa o fornecimento de hidrogênio quando a peça esfriar até 600 °C após a nitretação, a fim de reduzir o risco de fragilização.

A nitretação iônica de titânio é realizada acima de 800 °C. O equipamento pode utilizar um forno de nitretação iônica com aquecimento externo ou um forno convencional de parede fria. Para elevar as peças à temperatura necessária e manter a uniformidade, uma abordagem simples consiste em posicionar um cátodo auxiliar com o mesmo potencial ao redor da peça. Ele atua como uma fonte de calor periférica adicional, reduz a perda de calor por radiação, acelera o aquecimento e melhora a uniformidade da temperatura.

Os equipamentos projetados para titânio devem atingir cerca de 900 °C, mantendo a confiabilidade de todas as vedações. Instale um ou mais escudos de radiação totalmente metálicos entre a peça de trabalho e a tampa do forno, bem como entre a mesa de trabalho do cátodo e a base do forno.

Como o titânio apresenta forte afinidade pelo oxigênio a 900 °C, a pressão parcial de oxigênio deve ser mantida o mais baixa possível. A pureza do gás e a taxa de vazamento do forno são os principais fatores a serem controlados. É preferível utilizar um forno dedicado à nitretação iônica de titânio, para que as substâncias adsorvidas durante o tratamento de outros materiais não contaminem o processo de tratamento do titânio.