GAS NITRIDING NITREG® - Nitrex

- GAS NITRIDING NITREG® -

GAS NITRIDING NITREG®

NITREG® ist ein modernes Wärmebehandlungsverfahren, das in der Lage ist, die metallurgischen Anforderungen aller Nitrierspezifikationen zu erfüllen, die ursprünglich für das Salzbad-, Plasma- oder traditionelle Gasnitrieren geschrieben wurden. Die Möglichkeit, die Stickstoffkonzentration in der Oberfläche zu steuern, erlaubt es dem Benutzer, das Wachstum der Verbindungsschicht praktisch unabhängig von der Entwicklung einer erwünschten Diffusionszone zu steuern. Dieser Ansatz erleichtert nicht nur die Einhaltung der Spezifikationsanforderungen, sondern ermöglicht auch deren Verbesserung, indem er engere Toleranzen zulässt, insbesondere hinsichtlich der Dicke und der Eigenschaften der Verbindungsschicht.

Der NITREG®-Vorteil

  • Regelung der Dicke der Verbindungsschicht (weiß) und ihrer Eigenschaften
  • Eliminiert geschlossene Nitridnetzwerke innerhalb der Diffusionszone
  • Hervorragende Regelung der Gehäusetiefe
  • Gleichmäßig gehärtet auch bei kleinen Bohrungen, engen Nuten und scharfen Kanten
  • Hervorragende Kontrolle der Oberflächenhärte
  • Keine Teileverformung
  • Sehr hohe Reproduzierbarkeit der Verfahren
  • Grüne Technologie, keine Umweltverschmutzung durch Abfall

Sind Sie unsicher, welches Verfahren oder welche Dienstleistung für Sie das richtige ist?

Nehmen Sie Kontakt mit unserem globalen Team an Wärmebehandlungsexperten auf und lassen Sie sich von ihnen beraten. Alternativ können Sie das Kontaktformular ausfüllen, um sich mit einem unserer Experten in Verbindung zu setzen!

 

Beim Nitrieren diffundieren Stickstoffatome in die Metalloberfläche. Stickstoff ist auf der Erde reichlich vorhanden, aber in der Natur existiert er als zweiatomiges Molekül, das chemisch inert und zu groß ist, um die Oberfläche zu durchdringen. Daher konzentrieren sich die Nitrierverfahren auf die Quelle des entstehenden (atomaren) Stickstoffs.

Das Hauptziel des Nitrierens ist es, die Härte der Bauteiloberfläche durch Anreicherung mit Stickstoff zu erhöhen. Unabhängig von der Methode ist das Nitrieren ein Verfahren, bei dem Stickstoff in das Metall eindiffundiert, und die Diffusion setzt sich, sobald einzelne Stickstoffatome in die Oberfläche eingedrungen sind, fort, solange die Temperatur hoch genug ist und ein frischer Vorrat an naszierendem Stickstoff auf der Oberfläche vorhanden ist. Mit anderen Worten: Die Diffusion ist bei allen Nitrierungen im Wesentlichen gleich, der Unterschied liegt in der Zufuhr von Stickstoff, die einen grundlegenden Einfluss auf die resultierenden Oberflächeneigenschaften hat.

Generell können alle Eisenlegierungen, einschließlich Edelstähle, Gusseisen und sogar Titanlegierungen, nitriert werden. Legierungen haben jedoch einzigartige Eigenschaften, wenn es um die Oberflächenbeschaffenheit, die natürliche Diffusionsgeschwindigkeit und die Neigung zur Nitridbildung geht. Es ist daher zu bedenken, dass auch ein korrekt konfigurierter Nitrierprozess bei ungleichen Werkstoffen zu deutlich unterschiedlichen Ergebnissen führen kann. Infolgedessen können bestimmte Benutzer unüberwindbare Schwierigkeiten haben, insbesondere wenn ihre Methodik fehlt und/oder ihre Kenntnisse und Erfahrungen unzureichend sind.

Nitrierstähle
GÜTE AISI GÜTE UNI HAUPTLEGIERUNGSKOMPONENTEN KERNHÄRTE HV/HRC OBERFLÄCHENHÄRTE HV1
N135M 38CrAlMoA C=0.38 Cr=1.7 Mo=0.3 Al=1 350/36 1190-1290
Nitralloy N C=0.35 Cr=115 Ni=3.5 Mo=0.25 350/36 1100-1200
34CrAlNi7 C=0.42 Cr=3 Mo=1.2 V=0.20 350/36 1190-1290
42CrMoV12 42CrMoV12 C=0.42 Cr=3 Mo=1.2 V=0.20 490 / 48 1050-1150
31CrMo12 C=0.32 Cr=3 Mo=0.4 320 / 32 870-920
30CrMoV9 320 / 32C=0.30 Cr=2.5 Mo=0.2 V=0.15 320 / 32 900-930
25CrMo20 C=0.25 Cr=6 Mo=0.20 280 / 27 1000-1100
ANDERE HÄRTEBARE LEGIERTE STÄHLE
GÜTE AISI GÜTE UNI HAUPTLEGIERUNGSKOMPONENTEN KERNHÄRTE HV/HRC OBERFLÄCHENHÄRTE HV1
4130 30CrMo4 C=0.30 Cr=1 Mo=0.2 300 / 30 640 – 680
4140 42CrMo4 C=0.40 Cr=1 Mn=0.9 Mo=0.2 300 / 30 650 – 700
4340 C=0.40 Cr=0.8 Ni=1.8 Mo=0.25 310 / 31 650 – 700
30NiCrMo12 C=0.30 Cr=0.8 Ni=2.8 Mo=0.12 310 / 31 600 – 650
35NiCrMo15 C=0.35 Cr=1.7 Ni=3.8 Mo=0.15 330 / 33 800 – 850
KOHLENSTOFFSTÄHLE
GÜTE AISI GÜTE UNI HAUPTLEGIERUNGSKOMPONENTEN KERNHÄRTE HV/HRC OBERFLÄCHENHÄRTE HV1
1010 C10 C=0.10 Mn=0.50 160 320 – 380
1020 C20 C=0.20 Mn=0.50 180 320 – 380
1030 C30 C=0.30 Mn=0.7 180 380 – 420
1045 C45 C=0.45 Mn=0.7 200 420 – 470
1060 C60 C=0.60 Mn=0.7 250 / 22 525
CARBURIEREN VON LEGIERTEN STÄHLEN
GÜTE AISI GÜTE UNI HAUPTLEGIERUNGSKOMPONENTEN KERNHÄRTE HV/HRC OBERFLÄCHENHÄRTE HV1
5115 16MnCr5 C=015 Cr=0.8 Mn=0.9 180 660 – 720
20 MnCr5 C=0.20 Cr=1.15 Mn=1.3 240 / 21 750 – 800
8620 C=0.20 Cr=0.5 Ni=0.6 Mo=0.2 190 500 – 520

Eine Oberfläche, die einem Nitriermedium ausgesetzt ist, bildet im Allgemeinen zwei unterschiedliche Schichten. Die äußere Schicht wird Verbindungsschicht (oder weiße Schicht) genannt und ihre Dicke liegt im Allgemeinen zwischen null und 0,001″ (25 µm). Unter der weißen Schicht befindet sich ein Diffusionsgehäuse oder eine Diffusionszone. Beide Schichten bilden das, was allgemein als Gehäuse bezeichnet wird. Je nach Material und dessen ursprünglicher Vorbearbeitungshärte ergeben sich jedoch erhebliche Unterschiede in den Eigenschaften dieser Schichten.

Die unten gezeigten Bilder von zwei Vickers-Härteprüfeindrücken verdeutlichen den Unterschied zwischen einem geregelten und einem ungeregelten Verfahren. Der Probekörper links wurde in einem traditionellen Verfahren hergestellt und die Oberflächenrisse sind ein Hinweis auf die spröde Schicht. Der Probekörper rechts ist ein Produkt aus einem Nitreg®-Verfahren, bei dem sich trotz gleicher Härte keine Risse gebildet haben. Das durch Nitreg® behandelte Bauteil ist daher ausfallsicherer und hat eine sehr zähe Verbindungsschicht.

Solche überragenden Ergebnisse können nur durch die Kontrolle der Stickstoffkonzentration im Substrat erreicht werden, und der moderne Ansatz ist die Kontrolle des Nitrierpotenzials (KN). Das richtige Verständnis und die Anwendung der Richtlinien, die das Nitrierpotenzial (KN), die Temperatur und die Zeit miteinander verbinden, sind der Grundstein der Nitreg®-Technologie. Ein Beispiel für unsere Fähigkeit, eine Vielzahl von Weißschicht-/Diffusionsgehäusekombinationen herzustellen, ist in der folgenden Tabelle, Nitriergehäusekombinationen (PDF), dargestellt.

Die Fähigkeit, das Nitrierpotenzial zu kontrollieren, wird allmählich zu einer Anforderung, wie beispielsweise in der Norm AMS 2759/10 zu sehen ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Nitreg® ein modernes Verfahren ist, das in der Lage ist, die metallurgischen Anforderungen aller Nitrierspezifikationen zu erfüllen, die ursprünglich für das Salzbad-, Plasma- oder traditionelle Gasnitrieren geschrieben wurden.

EIGENSCHAFTEN NITREG® Kontrolliertes Nitrieren Herkömmliches Gas Salzbad Plasma (Ionen)
Reinigung (zuvor) Reinigung Reinigung Relativ sauber Sehr sauber
Reinigung (danach) Nicht erforderlich Nicht erforderlich Dringend erforderlich Nicht erforderlich
Aufheizzeit Kurz Kurz Sehr kurz Lang
Teilepositionierung Einfach Einfach Einfach Sehr komplex/erforderlich Geschick und Erfahrung
GASNITRIEREN VON EDELSTÄHLEN Möglich Nicht möglich Möglich Möglich
Bedienung der Geräte Sehr einfach/voll automatisiert Relativ einfach Einfach Sehr komplex/erforderlich Geschick und Erfahrung
Temperaturregelung/Uniformität Hervorragend Gut Gut Schwierig / unzureichend / Überhitzung möglich
Steuerung des Nitrierpotentials Ja Nein Nein NoaNein
Kontrolle von % von ε und γ ’ Möglich Nein Nein Möglich
Nitrieren ohne Weißschicht Möglich Nein Nein Möglich
Porositätskontrolle Möglich Nein Nein Möglich
Reproduzierbarkeit der Ergebnisse Ausgezeichnet (unabhängig von der Last) Möglich (nur wiederkehrende Belastungen) Möglich (nur wiederkehrende Belastungen) Möglich (nur wiederkehrende Belastungen)
Gerätewartung Einfach Relativ komplex Komplex Sehr komplex
Verschmutzungsgrad Sehr niedrig Hoch Extrem hoch Sehr niedrig
Broschüre