Nel contesto dell'Industria 4.0 e del miglioramento della produzione di fascia alta-, le richieste del mercato per i materiali si sono spostate dal "soddisfare i requisiti funzionali di base" alle "prestazioni globali ottimali". Da un lato, settori come quello aerospaziale e automobilistico richiedono materiali con maggiore durezza, resistenza all’usura e alla corrosione; d’altro canto, le normative ambientali e le pressioni sul controllo dei costi impongono alle aziende di ridurre il consumo energetico e l’inquinamento migliorando al contempo le prestazioni. La tecnologia del trattamento superficiale, sostituendo i “miglioramenti generali dei materiali” (come la sostituzione del costoso acciaio inossidabile con l’acciaio nitrurato 45) con la “modifica superficiale”, è diventata un mezzo chiave per bilanciare prestazioni, costi e protezione ambientale. Esplorarne i vantaggi implica essenzialmente chiarire il confine del valore di questa tecnologia di “modifica della precisione” per la produzione industriale, fornendo supporto teorico per la selezione e l’ottimizzazione dei processi aziendali.
La durezza superficiale e la resistenza all'usura di un materiale determinano direttamente la sua durata in ambienti di attrito e impatto. Prendendo come esempio la produzione di stampi, la durezza del substrato di acciaio 45 comunemente utilizzato è di circa HRC40. Dopo il trattamento di cementazione, lo spessore dello strato cementato può raggiungere 0,8-1,2 mm, aumentando la durezza a HRC60-65. La resistenza all'usura è migliorata di 3-5 volte rispetto allo stato non trattato. Gli stampi che in precedenza necessitavano di sostituzione dopo la lavorazione di 100.000 parti possono ora essere utilizzati per 300.000-500.000 parti, riducendo significativamente i costi di usura degli stampi. Un altro tipico esempio sono le piastre dei cingoli per macchinari di ingegneria: spruzzando un rivestimento ceramico in carburo di tungsteno, la durezza superficiale può raggiungere oltre HV1500, resistendo efficacemente all'usura di sabbia e ghiaia, estendendo la durata di servizio da 6 mesi a oltre 2 anni.
La levigatezza della superficie non influisce solo sulla qualità visiva del prodotto ma è anche fortemente correlata all'esperienza dell'utente, compresa la resistenza alle macchie e la facilità di pulizia. Prendendo come esempio il rivestimento elettroforetico delle carrozzerie automobilistiche, la ruvidità superficiale dei tradizionali rivestimenti a base solvente- è di circa Ra 1,6-3,2μm. Tuttavia, il processo elettroforetico, attraverso l'azione di un campo elettrico, fa sì che le particelle del rivestimento si depositino in modo uniforme, riducendo la rugosità a Ra 0,4-0,8μm, formando una superficie liscia “a specchio”. Questo rivestimento non solo migliora la brillantezza e l'uniformità del colore della carrozzeria (ad esempio, nessun fenomeno di "blooming" su una carrozzeria bianca), ma riduce anche l'adesione della polvere, diminuendo la frequenza della pulizia quotidiana. Nel campo dell'elettronica di consumo, il trattamento di anodizzazione degli involucri dei telefoni cellulari, controllando lo spessore del film di ossido (5-15μm) e il processo di tintura, ottiene effetti cromatici opachi, lucidi o sfumati, migliorando sia il riconoscimento visivo che la resistenza ai graffi (durezza che raggiunge HV300 o superiore).