La nitruración es el proceso de unir nitrógeno a un metal para endurecerlo. Esta es una forma de endurecimiento de la carcasa, que implica la creación de una capa delgada de una aleación fuerte en la parte exterior de un objeto metálico. Algunos de los materiales nitrurados más comúnmente son los aceros con bajo contenido de carbono, aunque el proceso también se puede utilizar con otros metales como el titanio o el molibdeno. La nitruración se puede utilizar para una amplia variedad de componentes diferentes, incluidos engranajes, matrices y levas o cigüeñales. Hay tres procesos principales de nitruración, cada uno de los cuales utiliza una sustancia rica en nitrógeno diferente para lograr el nivel deseado de endurecimiento de la carcasa.
El proceso de nitruración se puede lograr mediante la combinación de un medio rico en nitrógeno, metal y calor. Cuando se somete a un calor intenso, parte del nitrógeno del medio donante puede alearse con el metal. Cuando se hace correctamente, esto puede resultar en una aleación muy dura de nitrógeno y el metal que se utiliza. Algunos de los primeros estudios que involucraron este tipo de endurecimiento de casos se llevaron a cabo en la década de 1930. El proceso se descubrió casi al mismo tiempo tanto en los Estados Unidos como en Alemania, aunque no se usó ampliamente hasta después del final de la Segunda Guerra Mundial.
El gas amoniaco fue uno de los primeros medios utilizados para alear nitrógeno con acero en un proceso llamado nitruración de amoniaco. El procedimiento generalmente implica calentar una pieza de metal y luego someterla a amoníaco. Debido al calor, el gas puede descomponerse en hidrógeno y nitrógeno, momento en el que parte del nitrógeno puede sublimarse y convertirse en metal. Este método puede permitir un gran control sobre la profundidad de la penetración del nitrógeno y las propiedades específicas de la aleación resultante. Otros beneficios, en comparación con otros métodos, incluyen la facilidad con la que se pueden procesar grandes lotes y equipos económicos.
Otro proceso que puede alear nitrógeno con metal normalmente implica un baño de sal de cianuro. Este tipo de nitruración requiere que el metal calentado se coloque en una sal rica en nitrógeno. Además de la aleación con nitrógeno, el metal también puede recoger carbono de la sal en un proceso conocido como carbonitruración. Este es un proceso relativamente rápido y económico, aunque las sales involucradas suelen ser muy tóxicas. El costo total del procedimiento puede aumentar si una jurisdicción tiene regulaciones estrictas que rigen la eliminación de sustancias tóxicas.
La nitruración por plasma es otro proceso que se puede utilizar para endurecer el metal. En este proceso, el nitrógeno puro se sobrecalienta típicamente en plasma. También se pueden usar otros gases, aunque el concepto general implica la creación de iones de nitrógeno que luego pueden unirse al metal. Este tipo de endurecimiento de la carcasa suele ser muy preciso, rápido y puede dar como resultado piezas que están inmediatamente listas para su uso.