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Nitrocarburieren von Stahl

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Unter dem Begriff Nitrocarburieren werden verschiedene thermochemische Verfahren zusammengefasst. Sie alle dienen dem Härten der Randschicht von Stählen und zudem der Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Während des Nitrocarburierens wird die Randschicht des Werkstücks mit Kohlenstoff und Stickstoff angereichert, wobei eine Nitrierschicht und eine Diffusionsschicht entstehen. Dies stelle einen Gegensatz zum Nitrieren dar, da hierbei ausschließlich Stickstoff in das Werkstück eindiffundiert wird.

Unterschiedliche Verfahren Nitrocarburieren

Es gibt drei unterschiedliche Arten, eine Nitrocarburierung durchzuführen. Dabei handelt es sich um

  • das Gasnitrocarburieren
  • das Salzbadnitrocarburieren und
  • das Plasmanitrocarburieren

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Verfahren des Nitrocarburierens

Das Gasnitrocarburieren

Gasnitrocarburieren ist geeignet, um die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit von niedrig- und mittellegierten Stählen zu verbessern. Hingegen ist das Verfahren von hochlegierten Stählen mit einem Chromanteil von 13 Prozent und mehr nicht geeignet, denn diese bilden während des Verfahrens eine Passivierungsschicht aus.
Durch die Abkühlung des Werkstücks in oxidierender Atmosphäre lässt sich die Korrosionsbeständigkeit des Werkstücks erhöhen. Die Gasnitrocarburierung erfolgt in einem Gasgemisch bei Temperaturen die zwischen 500 und 630°C betragen. Dieses Gasgemisch muss in der Lage sein, Stickstoff und Kohlenstoff abzugeben (zum Beispiel Ammoniak und Kohlendioxid).

Nitrocarburieren Funktionsweise
Aufbau und Funktionsweise Nitrocarburieren

Das Salzbadnitrocarburieren

Salzbadnitrocarburieren ist für niedrig-, mittel- und hochlegierte Stähle sowie Gusseisen geeignet und erfolgt bei Temperaturen zwischen 550 und 630°C. Die Werkstücke werden hierbei in einer Salzschmelze behandelt. Vorteilhaft beim Salzbadnitrocarburieren ist vor allem die kurze Verfahrensdauer sowie die sehr hohe zu erzielende Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Analog zum Gasnitorcarburieren erhöht eine oxidative Nachbehandlung der nitrocarburierten Werkstücke die Korrosionsbeständigkeit nochmals. Als Komponenten des eingesetzten Salzbads dienen Alkalicyanate sowie Alkalicarbonate. Es besteht die Möglichkeit, die verbrauchten Salze während des laufenden Verfahrens nachzudosieren.

Das Plasmanitrocarburieren

Plasmanitrocarburieren wird für die Randschichthärtung von hoch legierten Stählen angewandt, vor allem für solche, deren Chromgehalt über 13 Prozent liegt. Stähle mit einem darunter liegenden Chromgehalt sind für das Gasnitrocarburieren geeignet. Bei der Plasmanitrocarburierung erfolgt eine Behandlung der Werkstücke mit ionisiertem Gas, wodurch die Ausbildung einer Passivierungsschicht unterbunden wird. Das Verfahren wird bei Temperaturen zwischen 350 und 600°C durchgeführt. Eine mechanische Nachbearbeitung der Werkstücke ist im Normalfall nicht notwendig.

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2009 Maschinenbau-Wissen.de
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