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Tratamentos de Superfície | Nitretação a Plasma

Nos últimos anos desenvolveram-se uma série de novos processos e tratamentos visando melhorar as propriedades superficiais de materiais de engenharia (desgaste e corrosão). Muitas vezes é mais interessante em termos de custos submeter materiais à tratamentos de superfície que confiram resistência ao desgaste e a corrosão do que fabricar toda uma peça com um material que já possua alta resistência ao desgaste e à corrosão. Nesse artigo especificamente falaremos da nitretação a plasma.

Existem diversos tratamentos que se prestam a este fim, como por exemplo: cementação (enriquecimento superficial do aço com carbono), boretação (enriquecimento superficial do aço com boro), CVD, PVD e nitretação (enriquecimento superficial do aço com nitrogênio).

A Nitretação a Plasma

A nitretação a plasma, também chamada de nitretação iônica, é o processo de endurecimento superficial dos aços por meio da difusão de nitrogênio pela superfície das peças. Ela permite o aumento da dureza, da resistência ao desgaste e da resistência à corrosão dos aços. O processo de nitretação a plasma envolve um complexo conjunto de fenômenos sendo levado a cabo em um forno especial (Figura 2), que se caracteriza por não possuir elementos de aquecimento. No interior do forno injeta-se nitrogênio a baixa pressão (próxima ao vácuo) e estabelece-se uma diferença de potencial entre as paredes do forno e a peça a ser nitretada, colocada no centro. A diferença de potencial ioniza o gás a baixa pressão, criando o plasma. Os iôns do gás são acelerados na direção do material devido à aplicação de um campo elétrico negativo nas peças a serem tratadas.

Peça no interior do forno de nitretação. A fluorescência observada é resultado do plasma formado ao redor da peça

Peça no interior do forno de nitretação. A fluorescência observada é resultado do plasma formado ao redor da peça

O aquecimento até a temperatura necessária para que o nitrogênio penetre por difusão atômica na superfície do aço (em torno de 400 °C) e forme então a camada nitretada de alta dureza ocorre devido ao choque das partículas ionizadas contra a superfície da peça, no interior do forno. Os materiais modificados superficialmente são aplicados numa variedade de campos, incluindo dispositivos opto-eletrônicos, isolantes térmicos, revestimentos ou deposição tribológicas e revestimentos decorativos.

Forno industrial de nitretação a plasma.

Forno industrial de nitretação a plasma.

Referências

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Escrito por Bruno Spirandeli

Bruno Roberto Spirandeli Mestra e doutorando em Ciência e Engenharia de Materiais

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A nitretação a plasma ou nitretação iônica, é o processo de endurecimento superficial dos aços por meio da difusão de nitrogênio pela superfície das peças