このプロセスは、ベース合金の慎重な選択から始まります。クロム、モリブデン、バナジウムなどの合金要素を含む鋼鉄グレードは、ニトリッドに使用されます。これらの要素は、ニトリングプロセスにさらされると、硬くて耐久性のある亜硝酸塩層を形成する材料の能力を高めます。選択された合金には、鍛造とその後の窒化のストレスに耐えるために、適切な炭素含有量と機械的特性も必要です。
鋼を適切な温度に加熱することは、材料が過度の粒子の成長を防ぎ、微細構造の望ましくない変化を防ぎながら、鍛造に十分に順行性になるようにするために重要です。 鍛造ニトリング合金四角い鋼鉄のバー 電気炉またはガス炉で加熱され、1,100°F〜1,200°F（593°Cから649°C）の温度に達します。過熱を避けるために加熱プロセスは慎重に制御され、酸化や過度の炭化物形成につながる可能性があり、どちらも鋼の性能に悪影響を及ぼします。
材料が適切な温度に達すると、鍛造プレスまたはハンマーに伝達されます。鍛造プロセスには、制御された力を適用して、鋼を目的の寸法に形作ることが含まれます。この段階は、鋼の粒構造を整列させ、その機械的特性を強化するために重要です。スチールは、四角いバーの形に押されたり、叩かれたりして、材料に亀裂や欠陥がないことを保証します。鍛造プロセスはまた、内部構造を改良し、均一性を促進し、鋼の強度と延性を改善します。
鍛造プロセスの後、スチールバーは制御された冷却プロセスにさらされます。これは、材料の機械的特性を設定するために不可欠です。冷却は、鉄のグレードと望ましい最終特性に応じて、空気冷却またはオイル消光によって行うことができます。クエンチングは冷却プロセスを高速化して硬度を高めますが、冷却速度を制御する必要があります。目標は、その後の窒化に最適な硬度と強度を備えた微細な微細構造を達成することです。
ニトリッド段階では、鍛造された鋼鉄のバーが窒素が豊富な環境にさらされて、硬く耐摩耗性の窒化表面を形成します。このプロセスは、ガス窒化（アンモニアガス）または血漿ニトリングのいずれかを使用して実行できます。どちらも、900°Fから1,000°F（482°Cと538°C）の温度で材料を窒素にさらすことを伴います。このプロセス中、窒素原子は鋼の表面に拡散し、「白い層」と呼ばれる硬化層が作成されます。この窒化した層は、表面の硬さ、耐摩耗性、疲労強度を大幅に向上させます。窒化層の深さは、最終アプリケーションの要件に応じて、正確に制御できます。
ニトリッドプロセスが完了すると、スチールバーは厳しい品質管理手順を受けます。これらの検査には通常、硬度テストが含まれます。これにより、窒化した表面が望ましいレベルの硬度に達することが保証されます。また、表面の完全性をチェックして、亜透過層の亀裂、穴、または矛盾などの潜在的な欠陥を検出します。表面粗さの測定や微細構造分析などの非破壊検査方法も、窒化した表面の均一性と品質を評価するために使用できます。
