YÜZEY SERTLEŞTİRME

Talaş kaldırma ve diğer mekanik işlemlerle kolayca işlenip şekillenebilen çelikler kullanım alanlarına bağlı olarak çeşitli yüzey sertleştirme işlemlerine tabi tutulmaktadır. Aşınmaya karşı dirençli ve kırılmaya karşı tok bir iç yapı elde edebilmek için mil, dişli cıvata ve kalıpları yanı sıra bir çok makine elemanına yüzey sertleştirme işlemleri uygulanabilmektedir. Yüzey sertleştirme işlemlerinin sağladığı üstün özellikler sayesinde en sık kullanılanlardan biri de nitrasyon prosesidir.

Isıl işlem bölümünde detaylarını verdiğimiz aşamalardan geçirilerek sertleştirilen kalıp, üzerindeki yağ ve pisliklerden arındırıldıktan sonra nitrasyona girdiğinde, yüzeyden 0,5 mm derinliğe kadar genişleyebilen takribi 1100 HV (70 HRC) sertlikte bir ince yüzey katmanı elde edilmiş olur.

Nitrasyon için yaygın olarak üç ayrı sistem kullanılmaktadır:

Tenifer metodunda,400 °C sıcaklıkta ön ısıtmaya giren parça daha sonra 520-570 °C arasında, istenen derinliğe göre uyarlı sürelerde (genelde 2 saat) nitrasyon banyosunda tutulur.

Gaz nitrasyonunda ise kalıp parçası 480-540 °C arasında 15-30 saat süresince bekletilir. Parça üzerinde yerel olarak yüzey sertleştirmesi isteniyorsa, korunması gereken bölgeler yalıtkan malzemelerle sarılmalıdır.

Plazma (iyon nitrasyonu) ise vakum altında ve nitrojen içeren gaz yoluyla yapılır. Nitrojen iyonlarının elektrik yüklenerek malzeme içine difuzyonu sağlanır. Ortam ısısı 400-600 °C arasında değişir.

Nitrasyon her zaman kullanımdan önceki en son işlem olmalıdır. İnce yüzey tabakasının bozulmasına neden olabileceğinden, sonradan herhangi bir taşlama veya zımparalamadan uzak durulmalıdır.

Nitrasyonu, sementasyon karşısında, sağladığı bir takım üstünlükler prosesi popüler kılmış ve ülkemizde de yaygın kullanım alanı bulmuştur. Nitrasyon işlemini sementasyondan üstün kılan özelliklerin başında nitrasyon işleminin her türlü çeliğe uygulanabilmesidir. Nitrasyon her çeliğe uygulanabilmesine rağmen çelik gruplarının nitrasyon karşısındaki davranışı farklıdır. Bu noktada nitrürlenebilirlik diye de adlandırılabilen malzemelerin nitrasyon yeteneği kavramından söz edilebilir. Nitrasyon yeteneği çeliğin azotu absorbe edebilme kabiliyeti ve bununla beraber malzemedeki alaşım miktarına bağlı olarak çelikteki yüzey özelliklerin değişebilmesi diye tanımlanabilir.