Proces započinje pažljivim odabirom bazne legure. Za nitriranje koriste se čelične ocjene koje sadrže legirajuće elemente poput kroma, molibdena i vanadijuma. Ovi elementi poboljšavaju sposobnost materijala da formira tvrdi, izdržljiv nitridirani sloj kada su podvrgnuti procesu nitriranja. Odabrana legura također mora imati odgovarajući sadržaj ugljika i mehanička svojstva kako bi izdržala napona kovanja i naknadnog nitriranja bez ugrožavanja integriteta.
Grijanje čelika na odgovarajuću temperaturu ključno je kako bi se osiguralo da materijal postane dovoljno podložan za kovanje, a istovremeno sprječava prekomjerni rast zrna ili nepoželjne promjene u mikrostrukturi. Kovane čelične šipke s nitriranim legurama zagrijavaju se u električnoj ili plinskoj peći, dostižući temperature između 1.100 ° F do 1.200 ° F (593 ° C do 649 ° C). Proces grijanja pažljivo se kontrolira kako bi se izbjeglo pregrijavanje, što bi moglo dovesti do oksidacije ili prekomjernog stvaranja karbida, a oba bi negativno utjecala na performanse čelika.
Jednom kada materijal dosegne odgovarajuću temperaturu, prenosi se u preša za kovanje ili čekić. Proces kovanja uključuje primjenu kontrolirane sile za oblikovanje čelika u željene dimenzije. Ova je faza kritična za usklađivanje zrna čelika i poboljšanje njegovih mehaničkih svojstava. Čelik se pritisne ili udara u kvadratni oblik šipke, osiguravajući da u materijalu nema pukotina ili oštećenja. Proces kovanja također usavršava unutarnju strukturu, promičući ujednačenost i poboljšava čvrstoću i duktilnost čelika.
Nakon postupka kovanja, čelične šipke podvrgavaju se postupku kontroliranog hlađenja, što je ključno za postavljanje mehaničkih svojstava materijala. Hlađenje se može izvesti zračnim hlađenjem ili gašenjem ulja, ovisno o čeličnom stupnju i željenim konačnim svojstvima. Ubrzavanje ubrzavanja postupka hlađenja radi povećanja tvrdoće, ali brzina hlađenja mora se kontrolirati kako bi se spriječio toplinski udar, što bi moglo uzrokovati pucanje ili iskrivljenje. Cilj je postići finu mikrostrukturu s optimalnom tvrdoćom i snagom za naknadno nitriranje.
U fazi nitride, kovane čelične šipke izložene su okruženju bogatom dušikom kako bi tvorile tvrdu nitriranu površinu otpornu na habanje. Proces se može provesti pomoću nitriranja plina (plin amonijaka) ili nitride u plazmi, a oba uključuju izlaganje materijala dušiku na temperaturama između 900 ° F i 1.000 ° F (482 ° C i 538 ° C). Tijekom ovog procesa, atomi dušika difundiraju se u čeličnu površinu, stvarajući očvrsnuti sloj nazvan "bijeli sloj". Ovaj nitrirani sloj značajno povećava površinsku tvrdoću, otpornost na habanje i čvrstoću umora. Dubina nitriranog sloja može se precizno kontrolirati, ovisno o zahtjevima krajnje primjene.
Nakon što je postupak nitriranja dovršen, čelične šipke prolaze stroge postupke kontrole kvalitete. Ove inspekcije obično uključuju testiranje tvrdoće, što osigurava da je nitrirana površina dosegla željenu razinu tvrdoće. Također se provjerava površinski integritet kako bi se otkrili sve potencijalne nedostatke poput pukotina, jama ili nedosljednosti u nitriranom sloju. Nerazorna metode ispitivanja, poput mjerenja hrapavosti površine ili mikrostrukturne analize, mogu se također upotrijebiti za procjenu ujednačenosti i kvalitete nitridedske površine.
