Nitrieren vs. Nitrocarburieren
Wärmebehandlungs-Verfahren im Vergleich
Die Art und Weise mit der Stähle mittels Wärme behandelt werden erzeugt je nach Anforderungsprofile, unterschiedliche Werkstoff-Eigenschaften. Die zu erzielende Werkstoff-Eigenschaft ist ausschlaggebend bei der Wahl des Wärmebehandlungsverfahrens.
Während beim Nitrocarburieren die Verbesserung der Gleit-, Verschleiß- und/oder die Notlaufeigenschaften im Vordergrund stehen, richtet sich das Nitrieren an die Verbesserung des Korrosionschutzes und eine hohe Schwingfestigkeit des zu behandelnden Werkstoffes. Gemeinsam ist beiden Verfahren, dass die Verschleißfestigkeit erhöht wird.
Das Nitrieren unterscheidet das Gasnitrieren (hierzu wird der Werkstoff bei gemäßigtem Überdruck in einer Amoniak-Atmosphäre gehärtet), das sogenannte Bandnitrieren (Wärmebahndlung in einem flu?ssigen Salzbad) und das Plasmanitrieren (gezielte Einleitung von Stickstoff in die Randzone des Werkstoffes). Das Augenmerk richtet sich beim Nitrieren stets auf die Einlagerung von Stickstoff in die unterhalb der Verbindungsschicht liegende Diffusionsschicht des Werkstu?ckes - je nach Dicke dieser Verbindungsschicht, die durch die Behandlungszeit verursacht wird, entstehen auf der Oberfläche mehr oder weniger stark ausgeprägte Porenräume. Die durch das Nitrieren entstandenen Porenräume lassen sich so beispielsweise fu?r das Aufbringen von Gleitmitteln nutzen. Der in der Verbindungsschicht eingelagerte Stickstoff verbessert zudem die Dauerschwingfestigkeit von Stählen, die zu einer Verbesserung von Lastwechseln fu?hren, was beispielsweise bei der Verwendung von Schrauben im Automobilbau oder bei Radsatzwellen in Eisenbahnen eine relevante Eigenschaft ist. Die schwingenden Belastungen auf Werkstu?cke, die oft im Verbund mit Korrosionsproblematiken und steten Änderungen der Außentemperaturen auftreten werden durch das Nitrieren aufgefangen.
Das Nitrocarburieren ist, wie das Nitrieren, ein chemisch-thermisches Verfahren und kann ebenso in Salzbädern, in Plasma oder auch in Gasen durchgefu?hrt werden. Im Vordergrund steht beim Nitrocarburieren die Verbesserung des Verschleißschutzes und die Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit durch Ausbildung der Verbindungsschicht. Um diese Eigenschaften bei einem Werkstu?ck zu erzielen, wird die Randschicht neben Stickstoff auch mit Kohlenstoff angereichert. Die so entstehende Nitrierschicht besteht aus der Rand- und Verbindungsschicht.
Eigenschaften, Vor- und Vorteile des Nitrierens:
- erhöhten Widerstand gegen abrasiven, adhäsiven und korrosiven Verschleiß
- gezielte Härten von Randzonen
- Verbesserung der Verzugeigenschaft
- Das Plasmanitirieren ist unter ökologischen Gesichtspunkten die "sauberste" Wärmebehandlungs-Methode, da hier keine giftigen Gase verwendet werden
- Plasmanitirieren: Höhere Investionskosten im Anlagenbau (20-30 Prozent), die jedoch durch geringeren laufenden Prozesskosten schnell amortisiert werden können
Eigenschaften, Vor- und Vorteile des Nitrocarburieren:
- Verbesserung der Gleiteigenschaft und Verschleißfestigkeit
- Erhöhung der Notlaufeigenschaften (höhere Porosität in der Randschicht)
- In geringem Maße wird auch die Korrosionsbeständigkeit verbessert
- Die Nachbehandlung von Werkstu?cken ist i.d.R. nicht notwendig
Weitere Informationen finden Sie in der Verfahrensübersicht und in unserem Härterei Lexikon ...