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Wärmebehandlung von Metalloberflächen

Wärmebehandlung von Metalloberflächen Wie Stickstoff Stahl so richtig hart macht

Immer kostengünstigere Produktion, aber ohne Qualitäts-einbußen; immer höhere gesetzliche und gesellschaftliche Ansprüche; immer mehr Kundenwünsche nach umweltschonenden und nachhaltigen Produkten: die metallverarbeitende Industrie steht vor vielen Herausforderungen.

Unter der Produktfamilie BALITHERM bietet Oerlikon Balzers thermochemische Wärmebehandlungsverfahren wie das Nitrieren und Nitrocarburieren im Gas und Plasma an. Sie stellen umweltfreundliche Alternativen zu Behandlungen wie dem Hartverchromen oder Salzbadnitrieren dar, und ermöglichen – je nach Prozess und Werkstoff – Härten bis zu 1100 HV*.

* HV = Vickershärte; zum Vergleich: Quarz hat mit 1120 HV eine ähnliche Härte und kann Fensterglas ritzen; ein Diamant hat 10 060 HV.

Bei diesen Prozessen entstehen durch das Eindiffundieren von Stickstoff in die Oberfläche mechanisch und chemisch beständigere Funktionsflächen. In anderen Worten: es wird keine Schicht aufgebracht, sondern dem Werkstoff selbst eine höhere Oberflächenhärte vermittelt.

Das Plasmanitrieren und -nitrocarburieren erfolgt prozesstechnisch über ein ionisiertes Gasgemisch, bestehend aus Stickstoff und Wasserstoff bzw. Kohlenstoff. Diese Prozesse finden im Vakuum mittels niederenergetischer Plasmen und bei relativ niedrigen Behandlungstemperaturen von 380–560 °C statt. Das Gasnitieren erfolgt hingegen unter Atmosphärendruck mittels Ammoniak, das gespalten wird und somit als Spender für Stickstoff und Wasserstoff dient. Erfolgt der Prozess in einer kohlenstoffspendenden Atmosphäre, spricht man vom Gasnitrocarburieren. Typische Behandlungstemperaturen liegen bei 430–580 °C. Um zusätzlich einen exzellenten Korrosionsschutz zu erreichen, kann das Gasnitrieren/-nitrocarburieren mit Plasmanitrieren/-nitrocarburieren und abschließender Oxidation kombiniert werden.

Dank der individuellen Prozesse können wir die Nitriertiefe und -temperatur sowie die resultierende Oberflächenhärte genau auf das Bauteil abstimmen.

Bernhard Reisert, Key Account Manager Automotive Nitriding, Oerlikon Balzers

Je nach Prozessvariante beeinflusst das die Leistung und Dauerfestigkeit der Bauteile und Komponenten, gleichzeitig nimmt die Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit zu. Konstruktiv lassen sich Materialeinsparungen realisieren, und die belasteten Randbereiche der Bauteile werden gegen abrasiven, adhäsiven und korrosiven Verschleiß geschützt.

Die BALITHERM-Lösungen ermöglichen es, viele Parameter auf kundenspezifische Anforderungen anzupassen: „Die Entscheidung, welches Verfahren für das jeweilige Bauteil geeignet ist, hängt von dessen Geometrie ab, dem Beanspruchungsprofil, den geforderten Eigenschaften und den erlaubten Toleranzen. Dank der individuellen Prozesse können wir die Nitriertiefe und -temperatur sowie die resultierende Oberflächenhärte genau auf das Bauteil und damit auf die Kundenanforderungen abstimmen. Das macht BALITHERM enorm flexibel“, erklärt Bernhard Reisert, Key Account Manager Automotive Nitriding bei Oerlikon Balzers.

Kontakt

Oerlikon Balzers Coating AG; Iramali 18, 9496 Balzers, Liechtenstein

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