Che cos’è la nitrurazione dell’acciaio e a cosa serve?

La nitrurazione dell’acciaio è un processo nel campo dell’ingegneria dei materiali, utilizzato per il miglioramento delle proprietà superficiali del metallo. Entra in gioco per aumentarne la durezza, la resistenza all’usura e alla corrosione. Scopriamo insieme di cosa si tratta nello specifico e perché è così importante.

Che cosa significa nitrurazione?

Quando si parla di lavorazione meccanica professionale, si fa riferimento a tutti i trattamenti per il miglioramento dei materiali impiegati. Tra questi, la nitrurazione è studiata appositamente per arricchire lo strato superficiale di un metallo con l’aiuto dell’azoto.

Durante il processo, il gas viene fatto penetrare nella superficie del metallo, formando composti chimici chiamati nitruri. Questi conferiscono all’acciaio una maggiore durezza superficiale e resistenza, come accennato sopra. La nitrurazione può essere impiegata a diversi metalli, anche se è diffusa quando si tratta dell’acciaio e ne esistono varianti differenti:

• nitrurazione gassosa;
• ionica o al plasma;
• bagno di sali.

Il metodo di nitrurazione dell’acciaio avviene solitamente a temperature comprese tra i 500 e i 550 °C. Durante questa fase, il metallo viene esposto a un ambiente ricco di azoto che entra all’interno della sua superficie. In quel momento si formano i nitruri di ferro e altri composti chimici che ne modificano le proprietà superficiali.

A differenza di altri trattamenti termici, questo non richiede un raffreddamento rapido ed è ottimale per evitare delle deformazioni o stress termici.

A cosa serve la nitrurazione dell’acciaio?

Come già argomentato brevemente, la nitrurazione viene utilizzata per l’acciaio al fine di migliorare la sua resistenza. I componenti trattati sono studiati per le applicazioni che richiedono una lunga durata, proprio perché lo strato nitrurato offre una protezione specifica contro l’usura anche in ambienti maggiormente esposti o stressanti.

Il trattamento di nitrurazione è spesso utilizzato su ingranaggi, alberi, cilindri idraulici, utensili da taglio e componenti di motori, poiché migliora non solo la durezza superficiale ma la resistenza a fatica. Quest’ultima, infatti, permette alle parti trattate di durare più a lungo senza subire danni strutturali causati da sollecitazioni ripetute.

I vantaggi sono moltissimi, tra cui la capacità di aumentare la resistenza alla corrosione seppur con uno strato sottile ma molto duro: non si scheggia e non si distacca, garantendo una protezione che dura per molti anni.

Dove viene impiegata la nitrurazione dell’acciaio?

È una tipologia di lavorazione che può essere impiegata, tra i tanti, anche nel settore dell’automotive, aerospaziale e dell’industria meccanica.

Nell’industria automobilistica, per esempio, questo trattamento viene spesso applicato ai componenti del motore e agli ingranaggi per aumentare la durata e migliorare le prestazioni.

È risaputo che in un motore parti come i cilindri, i pistoni e gli alberi a camme subiscono un’usura costante dovuta agli elevati attriti. Il processo permette di ridurre l’usura e garantisce una maggiore efficienza andando a ridurre la necessità di sostituzioni frequenti. Una altro esempio è quello del settore aerospaziale in cui il peso e la resistenza dei materiali sono indispensabili. Anche in questo contesto altamente delicato, la capacità di prevenire la corrosione e migliorare la resistenza a fatica è un vantaggio da non sottovalutare.