NITRIEREN

Plasmanitrieren

Beim Plasmanitrieren wird in einer ionisierten Gasatmosphäre die Randschicht eines Werkstücks mit Stickstoff angereichert. Es entstehen saubere Bauteiloberflächen mit deutlich verbesserter Abrieb- und Verschleißfestigkeit.

Umweltfreundliches Härten ohne Verzug

Plasmanitrieren ist aufgrund der Tatsache, dass keine giftigen Gase verwendet werden, eine der umweltfreundlichsten Methoden zur Oberflächenhärtung.

Es entsteht nur ein Bruchteil der Abgase, die bei anderen Härteverfahren anfallen. Darüber hinaus eignet sich das thermochemische Verfahren nicht nur für alle Eisenwerkstoffe, sondern auch für Sinterstähle mit hoher Porosität, Gusseisen und hochlegierte Stähle.

Beim Plasmanitrieren von Edelstählen muss im ersten Prozessschritt die Oxidschicht des Bauteils aufgebrochen werden. Diesen Vorgang nennt man Sputtern. Anschließend wird im Stickstoff-Wasserstoff-Gasgemisch, das als Nitriermedium dient, eine Hochspannung zwischen Charge und Ofenwand angelegt. Das elektrisch leitfähige Gas nennt man Plasma. Positiv geladene Ionen treffen nun auf die Werkstücke, was zur Bildung stickstoffreicher Nitride führt, die bei ihrem Zerfall die Bauteiloberfläche mit Stickstoff anreichern. Da nahezu keine Maßänderungen auftreten, ist das Bauteil sofort einsatzfähig.

Aufgrund der hohen energetischen Wirkung des Plasmas, ist das Verfahren bereits bei geringen Arbeitstemperaturen von unter 500°C durchführbar, sodass es auch für verzugsempfindliche Werkstoffe geeignet ist.

Während die erzielbare Randhärte im Wesentlichen von der Stahlsorte abhängt, werden die Dicken der erzeugten Schichten zusätzlich durch die Behandlungstemperatur, die Behandlungsdauer und das Stickstoffangebot im Prozessgas beeinflusst. Plasmanitrieren kommt bevorzugt bei Bauteilen zur Anwendung, die sowohl nitrierte als auch nicht-nitrierte Bereiche aufweisen sollen, da metallisch abgedeckte Bereiche vor dem Härten geschützt werden können.

Kontakt- und Aufstandsflächen werden folglich nicht nitriert. Für Teile, die allseitig gehärtet werden sollen, müssen Löcher für eine hängende Chargierung vorgesehen werden. Ein entscheidender Faktor ist, dass im Plasma kein Schüttgut behandelt werden kann. Die Bauteile müssen somit einzeln chargiert werden, wobei zwischen ihnen ein Abstand gehalten wird.

Die fortschrittlichste Nitriertechnologie

Plasmanitrieren ist unbestritten die fortschrittlichste Nitriertechnologie. Im Vergleich zum Gasnitrieren lassen sich die Prozessparameter noch genauer regeln. Dadurch kann die Bauteiloberfläche sehr exakt den angestrebten Eigenschaften entsprechend modifiziert werden.

Durch eine Variation des Gasgemischs können unterschiedliche Nitrierschichtaufbauten und Härteprofile erzielt werden. Aufwachsfreies Nitrieren ist bei hohen Nitrierhärtetiefen möglich.  Die Bauteiloberflächen sind sauber und weisen geringere Rauigkeiten auf als nach anderen Nitrierverfahren. 

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Ümit Kaya

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    Wird eine Ermittlung der Nitrierhärtetiefe oder Verbindungsschichtstärke benötigt, so muss ein Bauteil zerstört werden.
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