Anda mungkin belum pernah mendengar tentang nitridasi, namun Anda mungkin mendapat manfaat darinya. Roda gigi pada transmisi mobil Anda, piston pada mesin Anda, atau sekrup presisi pada mesin kelas atas? Kemungkinan besar bahan ini lebih keras, lebih tahan aus, dan tahan lama karena proses kimia spesifik ini.
Nitridasi adalah teknik pengerasan permukaan. Itu tidak mengubah seluruh bagian baja. Sebaliknya, ia memaksa nitrogen masuk ke lapisan terluar. Hal ini menciptakan cangkang yang tipis dan sangat keras sekaligus meninggalkan inti logam yang relatif lunak dan keras. Kombinasi ini jarang terjadi. Biasanya, jika logam dibuat keras, logam tersebut menjadi rapuh. Kalau dibiarkan kuat, mudah penyok. Nitridasi menghindari trade-off tersebut.
Kimia Kekerasan
Prosesnya bergantung pada reaksi kimia sederhana. Ketika nitrogen bertemu besi dan unsur paduan lainnya di dalam baja, ia membentuk nitrida logam. Senyawa ini terkenal keras. Mereka jauh lebih tahan terhadap goresan dan deformasi dibandingkan baja biasa.
Ini bukanlah ide baru. Prinsip ini telah ada selama beberapa dekade, namun metode penyampaian nitrogen telah berkembang. Tujuannya selalu sama: memasukkan cukup nitrogen ke dalam kisi logam untuk membuat lapisan pelindung tersebut.
Gas Nitridasi: Metode Klasik
Untuk waktu yang lama, cara standar untuk membuat baja nitrida adalah dengan menggunakan gas. Khususnya, gas amonia.
Inilah cara kerjanya. Anda mengambil benda baja dan memasukkannya ke dalam tungku. Anda memanaskannya. Kisaran suhunya spesifik. Suhunya harus antara 500 dan 550 °C (950 hingga 1.050 °F). Jika terlalu panas, struktur baja berubah secara tidak diinginkan. Jika terlalu dingin, reaksinya berhenti.
Kemudian Anda memasukkan gas amonia. Amonia terurai, melepaskan atom nitrogen. Atom-atom ini berdifusi ke permukaan baja.
Waktunya sangat penting. Anda tidak bisa terburu-buru melakukan ini. Prosesnya bisa memakan waktu antara 5 hingga 100 jam. Durasinya bergantung sepenuhnya pada seberapa dalam Anda membutuhkan nitrogen untuk menembus. Lapisan yang dangkal mungkin hanya memerlukan waktu beberapa jam. Komponen yang tebal dan menahan beban mungkin memerlukan waktu berhari-hari di dalam tangki.
Nitridasi bukanlah tentang mengubah keseluruhan bagian. Ini tentang menciptakan kulit khusus.
Ion Nitriding: Alternatif Vakum
Gas nitridasi bekerja. Tapi ada kelemahannya. Amonia bersifat korosif. Hal ini memerlukan penanganan yang hati-hati. Perawatan tungku itu mahal. Dan prosesnya bisa lambat.
Masukkan ion nitridasi. Juga dikenal sebagai nitridasi plasma.
Metode ini menggunakan ruang vakum. Bagian baja ditempatkan di dalam dan diisi listrik. Ion nitrogen dibombardir ke permukaan logam. Anggap saja sebagai sandblaster bertekanan tinggi, tetapi pasirnya bermuatan atom nitrogen.
Muatan listrik mempercepat ion. Mereka meninju permukaan baja dengan kekuatan lebih besar daripada difusi pasif. Hal ini dapat mempercepat prosesnya. Hal ini juga memungkinkan kontrol yang lebih baik atas kedalaman lapisan yang mengeras. Anda dapat menargetkan area tertentu dengan lebih tepat.
Beberapa produsen menggunakan kedua metode tersebut. Mereka mungkin memulai dengan gas nitridasi untuk kedalaman, kemudian diakhiri dengan plasma untuk presisi. Yang lainnya berpegang pada satu hal. Itu tergantung pada ketahanan produk akhir.
Mengapa Ini Penting?
Pertimbangkan poros engkol
