Nitrocarburieren - Gasnitrocarburieren
Das Nitrocarburieren zählt zu einem branchenübergreifend beliebten Verfahren, insbesondere dort, wo verschleißfeste und langlebige Oberflächen benötigt werden. Der große Unterschied zu anderen Verfahren besteht darin dass sowohl Kohlenstoff, als auch Stickstoff in die Randschicht eingebracht werden.
Das Nitrocarburieren hat gegenüber anderen Wärmebehandlungsverfahren den Vorteil, dass es zur Erzeugung des Nitrierschichtaufbaus eine hohe verfahrenstechnischen Vielfalt bietet. Dazu lassen sich individuelle Strukturen und Dicken der Verbindungsschicht und der gewünschten Nitrierhärtetiefe härten. Weitere Vorteile des Nitrocarburierens sind:
- Verbesserte Härte:
Durch die Einführung von Stickstoff und Kohlenstoff in die Oberfläche des Werkstücks erhöht sich die Härte signifikant. Dies führt zu einer verbesserten Verschleißfestigkeit, was besonders wichtig ist, wenn Werkzeuge oder Bauteile starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. - Verbesserte Ermüdungsfestigkeit:
Nitrocarburierte Teile können eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit aufweisen, was bedeutet, dass sie länger halten können, wenn sie wiederholt wechselnden Belastungen ausgesetzt sind. - Erhöhte Korrosionsbeständigkeit:
Die Nitrocarburschicht bietet auch einen gewissen Schutz vor Korrosion. Dies ist besonders wichtig in Umgebungen, in denen metallische Teile mit Feuchtigkeit oder korrosiven Substanzen in Kontakt kommen. - Gleichmäßige Härte:
Im Gegensatz zu einigen anderen Wärmebehandlungsverfahren kann die Nitrocarburierung dazu beitragen, eine gleichmäßige Härteschicht auf der Oberfläche des Werkstücks zu erzeugen. - Dimensionale Stabilität:
Der Prozess der Nitrocarburierung beeinflusst in der Regel die Dimensionen des Werkstücks nur minimal, was wichtig ist, um die genaue Passform von Teilen sicherzustellen. - Kosteneffizienz:
Nitrocarburierung ist im Vergleich zu einigen anderen Oberflächenhärtungsverfahren kostengünstig, was sie für die industrielle Fertigung attraktiv macht.
Nitrocarburieren - Typische Anwendungsgebiete / Bauteile:
- Werkzeugindustrie:
Werkzeuge, wie Schneidwerkzeuge, Bohrer, Fräser und Stanzwerkzeuge, werden häufig nitrocarburiert, um ihre Verschleißfestigkeit und Lebensdauer zu erhöhen. Die verbesserte Härte und Verschleißfestigkeit tragen dazu bei, dass diese Werkzeuge auch unter extremen Bedingungen länger halten. - Getriebebauteile:
Zahnräder, Wellen und andere Komponenten von Getrieben profitieren vom Nitrocarburieren, da es die Oberflächenhärte erhöht und die Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Ermüdung verbessert. - Motorkomponenten:
Nitrocarburierte Teile finden Anwendung in Motoren, insbesondere bei Kolben, Nockenwellen und Kurbelwellen. Die erhöhte Verschleißfestigkeit und Härte tragen dazu bei, die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit dieser Komponenten zu steigern. - Pumpen und Ventile:
Bauteile von Pumpen und Ventilen, die hohen Belastungen und Reibungen ausgesetzt sind, können durch Nitrocarburieren verbessert werden. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer und zu geringerem Verschleiß. - Hydraulikkomponenten:
Zylinder, Kolben und Ventile in hydraulischen Systemen können durch Nitrocarburieren eine erhöhte Härte und Verschleißfestigkeit erhalten. - Maschinenbauteile:
Verschiedene maschinenbauliche Komponenten, die hohen Belastungen und Abrieb ausgesetzt sind, können durch Nitrocarburieren länger haltbar gemacht werden. - Werkstücke in der Automobilindustrie:
In der Automobilindustrie werden Nitrocarburierteile in verschiedenen Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel bei Antriebskomponenten, Lagern, Kurbelwellen und Nockenwellen. - Waffen und Verteidigung:
Nitrocarburierte Oberflächen finden sich auch in Teilen von Waffen und Verteidigungssystemen, um die Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit zu verbessern.
Je nach Medium, in dem das Werkstück nitrocarburiert wird, unterscheidet sich der Verfahrensablauf und das Ergebnis.
Gasnitrocarburieren
Beim Gasnitrocarburieren werden Stickstoff (N2), Kohlenstoff (C) und in einigen Fällen auch Wasserstoff (H2) in einem Gasgemisch bei erhöhten Temperaturen auf die Werkstückoberfläche aufgebracht. Dieser Prozess dient dazu, die Oberflächeneigenschaften von Metallen zu verbessern, insbesondere ihre Verschleißfestigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit. Der Ablauf des Gasnitrocarburierens beinhaltet normalerweise die folgenden Schritte:
- Aufheizen:
Das Werkstück wird auf eine hohe Temperatur erwärmt, oft im Bereich von 500 bis 650 Grad Celsius. - Gasatmosphäre:
Das Werkstück wird einer speziellen Gasatmosphäre ausgesetzt, die Stickstoff, Kohlenstoff und gegebenenfalls Wasserstoff enthält. Die genaue Zusammensetzung hängt von den gewünschten Eigenschaften ab. - Diffusion:
Stickstoff und Kohlenstoff diffundieren in die äußeren Schichten des Werkstücks ein, wodurch eine nitrocarburierte Schicht entsteht. Diese Schicht verbessert die Härte und Oberflächeneigenschaften des Materials. - Abkühlen:
Das Werkstück wird kontrolliert abgekühlt, um die gewünschten Eigenschaften zu stabilisieren.
Weitere Medien in denen das Nitrocarburieren durchgeführt wird:
- im Salzbad (siehe: Salzbadnitrocarburieren)
- im Plasma (siehe: Plasmanitrocarburieren)