Iónové nitridovanie

Iónové nitridovanie alebo iónová nitridácia alebo iónové nitridačné vytvrdzovanie je typ chemického tepelného vytvrdzovania povrchu zušľachtenej ocele s vysokou pevnosťou. Tak isto ako iné postupy nitridovania je podmienené prítomnosťou atomárneho dusíka na povrchu kovu. Atomárny dusík je schopný cez povrchovú absorpčnú vrstvičku nitridov prenikať pri zvýšenej teplote do mriežky základného kovu a difundovať ďalej do ocele.
Pri iónovej nitridácií sú spracované súčiastky uložené izolovane vo vákuovej nádobe (recipiente) a zapojené ako katóda. Recipient je zapojený ako anóda a udržuje sa v ňom znížený tlak zriedenej zmesi plynov potrebných pre proces nitridácie. Najčastejšie je to zmes dusíka a vodíka.

Charakteristickým rysom pohybu iónov ku katóde je, že nárast ich rýchlosti a tým aj kinetickej energie nie je lineárny. K prudkému nárastu dochádza až v bezprostrednej blízkosti povrchu súčiastky v oblasti katódového úbytku napätia. To ma za následok, že najväčšia intenzita dejov prebiehajúcich v takomto anomálnom dútnavom výboji je sústredená do úzkeho pásma okolo povrchu súčiastky bez ohľadu na jej tvar alebo vzdialenosť od steny recipienta – anódy. Predovšetkým v tomto pásme dochádza k štiepeniu molekúl a k ionizácií atómov. Anomálny výboj má preto plošný charakter a jeho svietiaca koróna kopíruje povrch súčiastky. Bez tejto vlastnosti by priemyslové využitie dútnavého výboja pre difúzne pochody tepelného spracovania nebolo možné.

Deje prebiehajúce na povrchu súčiastky možno zjednodušene vysvetliť nasledovne: kladné ióny neustále bombardujú povrch súčiastky. Pri dopade sa časť ich kinetickej energie premení na teplo a súčiastka sa ohrieva. Okrem ohrievania vyrážajú dopadajúce ióny z povrchu ocele atómy železa a ďalších prvkov. Tento jav nazývaný odprašovanie alebo katódové odprašovanie je najzávažnejším dejom procesu iónovej nitridácie. Odprašovanie oxidov má za následok dokonalú depasiváciu povrchu ocele a tým aj zlepšenie podmienok nitridácie, zvlášť u vysoko legovaných ocelí.

Pri iónovej nitridácii, ktorá prebieha v silnoprúdovom dútnavom výboji, sa dusík ako nitridačné médium vyskytuje v plynnej fáze ionizovaných atómov – vo forme plazmy.

Chemicko-tepelné spracovanie kovov a zliatin