Guía
¿Cuándo pedir el nitrurado en una pieza maquinada y qué capa y dureza indicar en el plano?
El nitrurado es un tratamiento termoquímico que difunde nitrógeno en la superficie del acero a temperatura menor que la del temple y sin enfriamiento brusco, de modo que forma una capa muy dura y resistente al desgaste con poca distorsión. Conviene pedirlo cuando la pieza ya está maquinada casi a medida final, el acero contiene cromo, molibdeno, vanadio o aluminio, y lo que falla es el desgaste o la fatiga superficial, no una carga de aplastamiento profunda. En el plano se indican cuatro cosas: el acero y su condición previa, la dureza superficial con su escala, la profundidad de nitrurado con el método de medición y el límite de capa blanca, además de las zonas que se enmascaran.
Por Equipo de ingeniería de Saola Manufacturing · Publicado · Actualizado
Esta guía es para el ingeniero de diseño o de calidad que tiene un perno guía, una flecha, un buje, un dado o un componente hidráulico que se desgasta antes de tiempo, o que salió torcido del cementado y ya no entra en el rectificado. La pregunta de fondo casi nunca es «qué es el nitrurado», sino si cambiar a nitrurado resuelve el problema y cómo escribir la nota para que el tratador no adivine. Aquí se ordenan las causas de falla, cómo diagnosticarlas, cuándo el nitrurado es la respuesta correcta y cuándo no, y qué debe decir el plano.
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Datos clave
- ISO 18203:2026, publicada en enero de 2026 y que sustituye a la edición de 2016, especifica cómo medir en acero la profundidad de cementado, la de temple superficial y la profundidad de dureza de nitrurado (NHD) (ISO, 2026)
- La profundidad de dureza de nitrurado (NHD) se lee en la curva de dureza en el punto donde la dureza baja a la del núcleo más 50 HV, según el método de DIN 50190-3; la dureza de núcleo se toma de al menos tres huellas (ZwickRoell, consulta de 2026)
- SAE AMS 2759/10D, publicada en diciembre de 2024, especifica los requisitos del nitrurado por gas controlado automáticamente por el potencial de nitrurado; citarla en el plano fija un proceso con control de atmósfera, en lugar de dejar el método a criterio del tratador (SAE International vía DIN Media, 2024)
- En Saola Manufacturing el torneado y el fresado CNC se hacen en nuestra planta asociada principal en Vietnam. El tratamiento térmico, incluido el nitrurado, se coordina con fábricas asociadas, y la ubicación de producción se indica en cada cotización.
¿Cómo se reconoce que una pieza de desgaste está fallando por la capa endurecida?
La pieza pierde medida en la zona de contacto, se raya o se pica, la capa se descascara en hojuelas, o la pieza llega torcida del tratamiento y el rectificado posterior se come la capa. Cada síntoma apunta a una causa distinta, así que hay que clasificarlo antes de cambiar de proceso.
Los reclamos que más se repiten con flechas, pernos, bujes, levas, husillos, dados y piezas hidráulicas son cuatro. El primero es el desgaste rápido: la superficie se pule, pierde dimensión y deja juego. El segundo es el descascarado o la picadura: aparecen hojuelas brillantes o cráteres pequeños en la pista de contacto. El tercero es la fractura de la capa sobre un núcleo que cede, el llamado efecto cáscara de huevo, donde la superficie dura se hunde y se agrieta porque lo de abajo es blando. El cuarto es la distorsión: la pieza sale del horno ovalada, flechada o con barrenos fuera de posición, y para recuperarla se rectifica tanto que la capa dura desaparece en un lado.
Antes de decidir nada, separe la pieza fallada, la pieza nueva del mismo lote y, si existe, la probeta del tratamiento. Sin una sección pulida y un barrido de dureza, cualquier conclusión sobre «el tratamiento salió mal» es una opinión.
¿Qué causa el desgaste prematuro o la distorsión después del endurecimiento superficial?
En orden de frecuencia: un acero que no responde al proceso elegido, un núcleo demasiado blando para la carga, una capa demasiado delgada o retirada en el rectificado, capa blanca frágil en una pieza de contacto alto, y esfuerzos de maquinado no relevados que se liberan en el horno.
- Acero sin elementos formadores de nitruros. Un acero al carbono como el 1018 o el 1045 se nitrura, pero sin elementos que formen nitruros duros la zona de difusión gana poca dureza y el efecto se concentra en la capa de compuestos superficial, que además tiende a desprenderse. La dureza del nitrurado viene de los nitruros de cromo, molibdeno, aluminio o vanadio, así que los candidatos son los aceros para nitruración de ISO 683-5 (por ejemplo, el 31CrMoV9) y aceros aleados como el 4140, el 4340 o el de herramienta H13.
- Núcleo blando. El nitrurado no endurece el núcleo. Si el 4140 entró recocido, la capa queda sobre un material que se deforma bajo la carga y la capa se agrieta. La práctica de la industria es templar y revenir antes del nitrurado y nitrurar por debajo de la última temperatura de revenido, para que el núcleo no se ablande ni cambie de medida en el horno.
- Capa delgada para la carga de contacto. En contactos de rodadura y en engranes, el esfuerzo cortante máximo está debajo de la superficie. Si la capa es más delgada que esa profundidad, la falla empieza abajo y sube como picadura. Aquí suele ser mejor un cementado o un temple por inducción, que dan capas más profundas.
- Capa retirada al rectificar. El nitrurado es delgado por naturaleza. Una pieza que sale torcida de un cementado, o una nitrurada que se rectifica para corregir crecimiento, puede perder buena parte de la capa en un lado.
- Capa blanca frágil. La capa de compuestos superficial resiste muy bien el desgaste adhesivo y la corrosión, pero bajo impacto o contacto puntual alto se agrieta y se desprende en hojuelas que además rayan la pieza compañera.
- Esfuerzos residuales y descarburación. Un desbaste fuerte sin relevado de esfuerzos se libera en el horno y deforma la pieza. Una cáscara descarburada de la barra que no se maquinó por completo deja zonas blandas.
La tabla compara los tres procesos de endurecimiento superficial que más se cotizan para piezas maquinadas. Los valores son orientativos y dependen del acero y del ciclo; el número que vale es el que se escribe en el plano.
| Característica | Nitrurado (gas o plasma) | Cementado y temple | Temple por inducción |
|---|---|---|---|
| Temperatura del proceso | Aproximadamente 480 a 620 °C según el proceso, sin austenizar | Por gas, normalmente 900 a 950 °C, seguido de temple | Solo la superficie se austeniza y se templa |
| Enfriamiento brusco | No | Sí, en aceite o gas | Sí, con agua, aceite o polímero, a menudo por regadera |
| Profundidad de capa típica | Décimas de milímetro (NHD); crece despacio con el tiempo de ciclo | Del orden de 0.5 a 1.5 mm (CHD); puede ser mayor | Del orden de 1 a 3 mm (SHD); puede llegar a varios milímetros |
| Dureza superficial típica | Alta; depende de los formadores de nitruros del acero; se mide en HV con carga baja | Alta en la capa martensítica; se mide en HRC si la capa lo permite | Depende del carbono del acero; se mide en HRC |
| Distorsión | Baja; la superficie crece poco y de forma repetible | Mayor; con frecuencia requiere rectificado | Media y localizada |
| Aceros adecuados | Cr-Mo, Cr-Mo-V, Cr-Al-Mo, aceros de herramienta, algunos inoxidables | Bajo carbono aleado: 8620, 20MnCr5, 9310 | Medio carbono, alrededor de 0.40 a 0.45 % C: 1045, 4140 |
| Mejor uso | Desgaste, fatiga y piezas terminadas a medida | Contacto alto y cargas de impacto, engranes | Zonas locales de flechas, pistas y muñones |
¿Cómo se diagnostica y se mide una capa nitrurada?
Con un barrido de microdureza Vickers en una sección de la pieza o de una probeta testigo, una micrografía atacada para ver la capa blanca, la dureza del núcleo y una medición dimensional antes y después del horno. La dureza Rockwell C sobre la superficie no sirve, porque atraviesa la capa.
La profundidad de nitrurado se determina según ISO 18203 o SAE J423: se corta una sección, se pule y se hacen huellas Vickers de carga baja desde la orilla hacia adentro. La profundidad NHD es la distancia hasta donde la dureza cae al valor del núcleo más 50 HV, según el criterio de DIN 50190-3 que recoge la industria. Si su plano pide otra dureza límite, escríbala, porque cambia el número reportado.
La dureza superficial se mide en HV con carga baja o en escala Rockwell superficial (HR15N); una prueba HRC con su carga mayor atraviesa una capa delgada y reporta una mezcla de capa y núcleo, una causa frecuente de rechazos falsos de piezas nitruradas. La capa blanca se mide en una micrografía atacada con nital, donde se ve como una franja clara sobre la zona de difusión; ahí también se revisa su porosidad. Mida además la dureza del núcleo: si está por debajo de lo que pedía el temple y revenido previo, la falla por cáscara de huevo está explicada.
Con esas mediciones, el diagnóstico suele quedar en uno de estos casos. Si la NHD medida está por debajo del rango del plano en toda la pieza, el ciclo fue corto o el acero no tiene suficientes formadores de nitruros. Si la NHD está bien de un lado y casi desaparece del otro, la pieza se torció y el rectificado se llevó la capa; la corrección está en la secuencia, no en el horno. Si la NHD y la dureza superficial cumplen pero la dureza del núcleo es baja, el problema es el temple y revenido previo. Si todo cumple pero la capa blanca es gruesa o porosa y la pieza muestra hojuelas, el límite de capa blanca no estaba en el plano o no se respetó. Y si todas las mediciones cumplen y la pieza aun así se pica en servicio, la capa es demasiado delgada para esa carga de contacto y hay que cambiar de proceso, no de proveedor.
Para la distorsión, compare las mediciones de la misma pieza antes y después del tratamiento, no contra el plano. Un crecimiento pequeño y parejo es normal en nitrurado; una pieza flechada o con barrenos movidos indica esfuerzos residuales de maquinado o una mala colocación en el horno. Si el problema se repite, las guías de análisis de falla por fatiga y de metodología 8D ayudan a cerrar la causa raíz con el proveedor.
¿Cuándo conviene el nitrurado y cuándo otro proceso?
Conviene cuando la pieza necesita resistencia al desgaste o a la fatiga, debe conservar su medida sin rectificar y el acero tiene formadores de nitruros. No conviene cuando la carga de contacto exige una capa profunda, cuando el acero es al carbono sin aleación o cuando la pieza recibe impactos fuertes.
Use la tabla como primer filtro. Si la falla observada aparece en la primera columna, la segunda dice qué cambio suele resolverla y la tercera dónde queda escrito.
| Falla observada | Corrección típica | Dónde se escribe |
|---|---|---|
| Pieza cementada que sale torcida y pierde capa al rectificar | Cambiar a 4140 o 31CrMoV9 templado y revenido y nitrurado a medida final | Material y nota de tratamiento en el plano |
| Desgaste rápido en 1018 o 1045 nitrurado | Cambiar a acero con Cr-Mo o Cr-Al-Mo, o aceptar nitrocarburizado solo para desgaste ligero | Material en el plano |
| Capa agrietada y hundida sobre núcleo blando | Temple y revenido previo con dureza de núcleo especificada | Condición previa en la nota de tratamiento |
| Hojuelas desprendidas en contacto alto | Limitar la capa blanca o pedir que se retire con lapeado o rectificado ligero | Espesor máximo de capa blanca en el plano |
| Picadura en engranes o pistas de rodadura | Capa más profunda: cementado o inducción en lugar de nitrurado | Proceso y profundidad CHD o SHD en el plano |
| Cuerdas quebradizas o barrenos que no aceptan rimado posterior | Enmascarar cuerdas y zonas que se maquinan después | Zonas de enmascarado acotadas en el plano |
| Distorsión después del nitrurado | Relevado de esfuerzos después del desbaste y antes del acabado | Secuencia en la nota o en el plan de control |
¿En qué orden se maquina, se trata y se termina una pieza nitrurada?
Desbaste, temple y revenido (o barra ya bonificada), relevado de esfuerzos, maquinado de acabado a medida casi final, nitrurado y, solo si hace falta, un lapeado o rectificado ligero. El nitrurado va al final porque casi no distorsiona.
La secuencia típica de la industria para una flecha o un perno de 4140 es esta. Primero se compra barra templada y revenida o se desbasta y se trata. Después se hace un relevado de esfuerzos por debajo de la temperatura del revenido, para que el maquinado de acabado no deje tensiones que se liberen en el horno. Luego se maquina a medida final dejando, en cotas críticas, la compensación del crecimiento que el tratador indique para ese acero. Al final se nitrura con probeta testigo del mismo material y la misma condición previa.
Si la pieza lleva cuerdas que deben conservar ductilidad, barrenos que se riman en el ensamble o zonas que se soldarán, se enmascaran con pintura de bloqueo o cobreado, y esas zonas se acotan en el plano. Si una cota exige rectificado después del nitrurado, el sobrematerial debe ser una fracción pequeña de la capa; de lo contrario, el rectificado retira justo lo que se pagó.
¿Qué debe escribir en el plano y en la solicitud de cotización?
El proceso y su norma, el acero y la condición previa con dureza de núcleo, la dureza superficial con escala y carga, la profundidad NHD con su dureza límite, el espesor máximo de capa blanca, las zonas enmascaradas y el uso de probeta testigo. Lo que no está escrito lo decide el tratador.
La tabla muestra una nota de ejemplo para un perno guía de 4140. Los valores son de ejemplo y típicos para ese acero; ajústelos a su pieza con su tratador. ISO 15787 indica cómo presentar estas indicaciones en el dibujo, y la guía de tratamiento térmico de piezas maquinadas explica la nota general.
| Dato | Ejemplo en español | Ejemplo en inglés para el plano |
|---|---|---|
| Proceso y norma | Nitrurado por gas según AMS 2759/10 | Gas nitride per AMS 2759/10 |
| Condición previa | 4140 templado y revenido, núcleo 28 a 34 HRC | 4140 Q&T, core 28-34 HRC prior to nitriding |
| Dureza superficial | 500 HV1 mínimo, medida en la superficie funcional | Surface hardness 500 HV1 min on functional surface |
| Profundidad de nitrurado | NHD 0.30 a 0.50 mm, límite núcleo + 50 HV | NHD 0.30-0.50 mm, limit core + 50 HV |
| Capa blanca | 10 µm máximo en diámetros funcionales | Compound layer 10 µm max on functional diameters |
| Enmascarado | Cuerdas y zona A sin nitrurar | Mask threads and zone A, no nitride |
| Evidencia | Probeta testigo del mismo lote; reporte con curva de dureza y micrografía | Test coupon same heat lot; report hardness profile and micrograph |
En la solicitud de cotización agregue el uso de la pieza (desgaste deslizante, rodadura, impacto, ambiente corrosivo), la cantidad por lote y si acepta nitrurado por gas, por plasma o nitrocarburizado. El plasma permite trabajar con o sin capa de compuestos y es el proceso habitual para inoxidables; el nitrocarburizado tiene un ciclo más corto y su efecto principal es la capa de compuestos, útil para desgaste ligero y corrosión, no para cargas altas. Si no tiene preferencia, dígalo y pida que la cotización indique el proceso propuesto.
¿Quién hace qué en un pedido con Saola Manufacturing?
El maquinado CNC se hace en nuestra planta asociada principal en Vietnam. El nitrurado y los demás tratamientos térmicos se coordinan con fábricas asociadas, y la ubicación de producción y el origen se indican en cada cotización.
Las flechas, pernos y bujes salen de torneado CNC, y los bloques, dados y placas de fresado CNC, con la inspección dimensional antes de mandar las piezas al tratamiento. El tratamiento térmico se encarga a fábricas asociadas que coordinamos; esas fábricas no se nombran y no necesariamente están en Vietnam.
Al cotizar, revisamos la nota contra el acero que usted indica y señalamos cuando falta la condición previa, la escala de dureza, el método de profundidad, el límite de capa blanca o el enmascarado de cuerdas. Si ya tiene piezas que fallaron, mande el plano, fotos de la zona dañada y, si existe, el reporte del tratamiento anterior con su curva de dureza; con eso se puede separar un problema de acero, de secuencia o de especificación antes de repetir el pedido.
Preguntas frecuentes
¿Puedo nitrurar acero 1045 o 1018?
Sí se nitruran, pero sin cromo, molibdeno ni aluminio la zona de difusión gana poca dureza y casi todo el efecto es la capa de compuestos. Sirve para desgaste ligero y algo de protección contra corrosión, típicamente con nitrocarburizado; para cargas de desgaste reales conviene un acero aleado.
¿Por qué el inspector midió la pieza nitrurada en HRC y salió blanda?
Porque la prueba Rockwell C usa una carga que atraviesa una capa delgada y mide el núcleo. Para superficies nitruradas se usa Vickers con carga baja o Rockwell superficial, y la escala debe estar escrita en el plano para que recibo e inspección midan lo mismo.
¿La capa blanca es buena o mala?
Depende del uso. Ayuda contra el desgaste adhesivo y la corrosión en piezas deslizantes, pero es frágil bajo impacto o contacto puntual alto. Por eso el plano debe decir si se acepta, cuál es su espesor máximo o si se retira después del tratamiento.
¿Se puede nitrurar acero inoxidable?
Sí, sobre todo por plasma, y la dureza superficial sube mucho. El costo es que, a las temperaturas habituales, el cromo forma nitruros y la superficie pierde buena parte de su resistencia a la corrosión. Existen ciclos de plasma a temperatura más baja que la habitual que evitan esa precipitación; si la pieza es inoxidable por corrosión, indíquelo en la solicitud para que la cotización proponga el ciclo.
¿Hay que dejar sobremedida para el nitrurado?
No como en el cementado, pero la superficie crece un poco y de forma predecible. En cotas con tolerancia estrecha se maquina con la compensación que indique el tratador para ese acero y ese proceso, y se confirma con la primera pieza.
Fuentes
- ISO 18203:2026, Steel, Determination of the thickness of surface-hardened layers, ISO, 2026
- SAE AMS 2759/10D, Automated Gaseous Nitriding Controlled by Nitriding Potential, SAE International, 18 de diciembre de 2024
- SAE J423, Methods of Measuring Case Depth, SAE International, 2023
- ISO 15787:2016, Technical product documentation, Heat-treated ferrous parts, Presentation and indications, ISO, 2016
- Nitriding hardness depth (NHD), DIN 50190-3, ZwickRoell, consulta del 20 de octubre de 2026