Edelstahl härten
Mögliche Verfahren und ihr Effekt
Das Härten von Stahl ist für viele seiner Anwendungsfälle in Industrie, Medizintechnik und Co. unverzichtbar. Auf welche Weise Edelstähle gehärtet werden können, warum Edelstahl und rostfreier Stahl nicht dasselbe sind und welche Eigenschaften Werkstoffe durch die Härtung erhalten – darüber informieren unsere Experten für Oberflächenbehandlung.
Wie kann Edelstahl gehärtet werden? Warum plasmanitrieren?
Für das Härten von Edelstahl stehen verschiedene Arten von Verfahren zur Wahl:
- thermische Verfahren (Bildung von Martensit im Stahl durch Aufheizen und Abschrecken)
- thermochemische Diffusionsverfahren (Erzeugen einer Randschicht durch Einsatz von Stickstoff, Chrom, Kohlenstoff oder Bor)
- Beschichtung (Auftragen einer Schutzschicht, z. B. Verchromen und Vernickeln)
- Kaltverfestigung (z. B. Kugelstrahlen)
Durch welches Verfahren ein Werkstoff gehärtet werden sollte, hängt zum einen vom spezifischen Anwendungsfall, zum anderen vom zu härtenden Material ab. Bei starker punktueller Belastung oder komplexen Werkstücken ist z. B. eine Beschichtung des Materials nicht zu empfehlen, im Zuge der Kaltverfestigung von Stählen leidet die Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche und für thermisches Härten sind Duplexstähle und austenitische Stähle wiederum nicht sonderlich gut geeignet. Durch geeignete Prozessparameter kann man mit Plasmanitrieren jeden Edelstahl härten. Im Langzeitniedertemperaturverfahren erhält man eine dünne und harte Schicht. Die Werkstückoberfläche behält dabei Ihre Korrosionsbeständigkeit. Durch das Plasmanitrieren mit höheren Temperaturen erreicht man höhere Härtetiefen und einen maximalen Verschleißschutz. Dies ist die passende Behandlung für Edelstähle, die hohem Verschleiß aber kaum Korrosion ausgesetzt sind.
Das Verfahren findet unter anderem Anwendung bei:
- Förderschnecken & Pumpenräder
- Ventile, Düsen & Rückstromsperren
- Formen, Umformwerkzeuge, Stempel & Matrizen
- Bauteile für den Maschinenbau
- medienführende und chemisch beanspruchte Bauteile
Edelstahl und rostfreier Stahl – ist das nicht dasselbe?
Zwar werden beide Begriffe umgangssprachlich häufig synonym verwendet, genau genommen ist das aber nicht ganz korrekt. Als Edelstahl bezeichnet man in der Fachsprache Stähle mit besonders hohem Reinheitsgrad. Ihr geringer Anteil an unerwünschten Elementen wie Schwefel oder Phosphor macht sie unanfällig für Korrosion. Nichtrostender Stahl hingegen zeichnet sich in erster Linie durch einen hohen Chromanteil und eine dementsprechend dicke Passivschicht aus.
Kurz gesagt: Nicht jeder Edelstahl muss automatisch rostfrei sein – und vice versa sind nicht alle rostfreien Stähle auch Edelstähle.
Nitrieren: Harte Fakten zur Oberflächenbehandlung mit Stickstoff
Die Oberflächenhärtung durch Nitrieren zählt zu den thermochemischen Verfahren. Bei der Behandlung des Materials diffundiert Stickstoff in die Oberfläche und löst dort eine chemische Randschichtumwandlung aus. Die so entstehende Nitrierschicht verleiht dem behandelten Werkstoff seine hohe Oberflächenhärte und Korrosionsbeständigkeit.
Das thermochemische Verfahren kann auf unterschiedliche Weise bzw. in unterschiedlichen Medien durchgeführt werden:
- Gasnitrieren (in Ammoniak-Atmosphäre unter leichtem Überdruck)
- Badnitrieren (im Salzbad)
- Plasmanitrieren (in ionisierter Gasatmosphäre)
Aufgrund der zahlreichen Vorteile der Wärmebehandlung im Plasma (z. B. Reproduzierbarkeit, Umweltverträglichkeit und Energieeffizienz) haben wir uns auf diese Art des Nitrierens spezialisiert. Hier erfahren Sie mehr über das Verfahren:
Vorteile und physikalische Grundlagen des Plasmanitrierens »
Kann Edelstahl plasmanitriert werden?
Absolut – grundsätzlich kann jeder Stahl vom Effekt des Plasmanitrierens profitieren. Sofern die Korrosionsbeständigkeit des Materials unbeeinträchtigt bleiben soll, empfiehlt sich die Niedertemperaturbehandlung (Kaltnitrieren) mit einer Einhärtetiefe von weniger als 0,1 mm – auch dabei können durch das Plasmanitrieren sehr harte Oberflächen erzeugt werden. Sofern der konkrete Anwendungsfall nach einer höheren Einhärtetiefe verlangt, muss unter entsprechenden Prozesstemperaturen nitriert werden, was wiederum den Erhalt der Korrosionsbeständigkeit erschwert. Mithilfe der Oxidation als ergänzende Oberflächenbehandlung lässt sich aber dennoch ein hoher Korrosionsschutz sicherstellen.
Sie sind auf der Suche nach einer Härterei oder haben Fragen zum Härten von Edelstahl? Wir stehen Ihnen gern beratend zur Seite – sprechen Sie uns an!