Prosessen begynner med det nøye utvalget av baselegeringen. Stålkarakterer som inneholder legeringselementer som krom, molybden og vanadium brukes til nitriding. Disse elementene forbedrer materialets evne til å danne et hardt, holdbart nitridert lag når de blir utsatt for nitridingsprosessen. Den valgte legeringen må også ha passende karboninnhold og mekaniske egenskaper for å motstå spenningene ved smiing og påfølgende nitriding uten at det går ut over dens integritet.
Oppvarming av stålet til passende temperatur er avgjørende for å sikre at materialet blir formbart nok til å smi mens du forhindrer overdreven kornvekst eller uønskede endringer i mikrostrukturen. Smidde nitrideringslegeringer firkantet stålstenger blir oppvarmet i en elektrisk eller gassovn, og når temperaturer mellom 1.100 ° F til 1.200 ° F (593 ° C til 649 ° C). Oppvarmingsprosessen styres nøye for å unngå overoppheting, noe som kan føre til oksidasjon eller overdreven karbiddannelse, som begge vil ha negativ innvirkning på stålets ytelse.
Når materialet når riktig temperatur, overføres det til smiingspressen eller hammeren. Smiprosessen innebærer å bruke kontrollert kraft for å forme stålet i de ønskede dimensjonene. Dette stadiet er kritisk for å justere kornstrukturen til stålet og forbedre dets mekaniske egenskaper. Stålet blir presset eller hamret inn i en firkantet barform, og sikrer at det ikke er noen sprekker eller defekter i materialet. Smiprosessen foredler også den interne strukturen, fremmer ensartethet og forbedrer stålets styrke og duktilitet.
Etter smiprosessen blir stålstengene utsatt for en kontrollert kjøleprosess, noe som er essensielt for å sette materialets mekaniske egenskaper. Kjøling kan gjøres gjennom luftkjøling eller oljeslukking, avhengig av stålkvalitet og ønsket endelige egenskaper. Slukking fremskynder kjøleprosessen for å øke hardheten, men kjølehastigheten må kontrolleres for å forhindre termisk sjokk, noe som kan forårsake sprekker eller skjevhet. Målet er å oppnå en fin mikrostruktur med optimal hardhet og styrke for påfølgende nitriding.
I nitridestadiet blir de smidde stålstengene utsatt for et nitrogenrikt miljø for å danne en hard, slitasje-resistent nitridert overflate. Prosessen kan gjøres ved bruk av enten gassnitriding (ammoniakkgass) eller plasmasnitriding, som begge involverer å utsette materialet for nitrogen ved temperaturer mellom 900 ° F og 1000 ° F (482 ° C og 538 ° C). Under denne prosessen diffunderer nitrogenatomer inn i ståloverflaten, og skaper et herdet lag kalt det "hvite laget." Dette nitrerte laget forbedrer overflatens hardhet betydelig, slitasje og utmattelsesstyrke. Dybden på det nitrerte laget kan kontrolleres nøyaktig, avhengig av kravene til sluttsøknaden.
Når nitridingsprosessen er fullført, gjennomgår stålstengene strenge kvalitetskontrollprosedyrer. Disse inspeksjonene inkluderer typisk hardhetstesting, som sikrer at den nitrerte overflaten har nådd ønsket hardhetsnivå. Overflateintegritet kontrolleres også for å oppdage potensielle defekter som sprekker, groper eller uoverensstemmelser i det nitrerte laget. Ikke-destruktive testmetoder, for eksempel måling av overflateuhet eller mikrostrukturell analyse, kan også brukes for å vurdere enhetligheten og kvaliteten på den nitrerte overflaten.
