GAS NITRIDING NITREG®


NITRIDING NITROCARBURIZING	VAKUUM	BESCHICHTUNG	BRANCHEN	LÖSUNGSANBIETER	ANGEBOTSANFRAGE

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

- GAS NITRIDING NITREG® -

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