Edelstahl nitrieren
für verbesserte Härte und Korrosionsbeständigkeit

Edelstahl widerstandsfähiger und weniger anfällig für Korrosion machen – mit dem Härteverfahren des Nitrierens lassen sich die Oberflächeneigenschaften von Stählen wirksam optimieren. Unsere Experten erklären, was genau bei der Behandlung passiert und welche Art des Nitrierens für Edelstahl am besten geeignet ist.

Grundlagen des Nitrierens

Das Nitrieren ist ein thermochemisches Härteverfahren, das die Eigenschaften eines Werkstoffs unter Einsatz von Stickstoff und Wärme zugunsten einer erhöhten Härte und Korrosionsbeständigkeit verändert. Das Eindiffundieren von Stickstoff führt zur Entstehung der Nitrierschicht, einer Randschicht mit genau diesen Eigenschaften.

Auf folgende Arten kann Stahl nitriert werden:

• Gasnitrieren
• Badnitrieren
• Plasmanitrieren

Je nach Werkstoff und Art des Verfahrens kann das Härten mittels Nitrieren 1–100 Stunden dauern. Die dabei erzeugte Nitrierschicht ist bis zu einer Temperatur von ca. 500 °C beständig.

Wieso wird Edelstahl nitriert?

Als Edelstahl werden diejenigen legierten oder unlegierten Stähle bezeichnet, die einen besonderen Reinheitsgrad aufweisen. Grundsätzlich verfügen Edelstähle bereits vor der Behandlung über eine verhältnismäßig hohe Korrosionsbeständigkeit. Hinsichtlich Verschleißbeständigkeit und Schwingfestigkeit stoßen aber insbesondere austenitische Stähle (= Edelstahl mit mehr als 8 % Nickelanteil und kubisch flächenzentrierter Kristallstruktur) oftmals an ihre Grenzen. Durch das Nitrieren erhält der Stahl eine deutlich härtere, strapazierfähigere Oberfläche.

Welches Nitrierverfahren eignet sich für Edelstähle?

Als erfahrene Härterei setzen wir bei der Behandlung von Edelstählen auf das Plasmanitrieren – und das aus gutem Grund. Denn diesem Verfahren kann die Passivschicht des Stahls durch Sputtern (und damit ganz ohne aggressive chemische Substanzen wie Ammoniak oder Salze) aufgelöst werden. Dieses Abtragen der Passivschicht ist erforderlich, damit Stickstoff in den Stahl diffundieren und den gewünschten Härteanstieg bewirken kann.

Darüber hinaus bietet das Verfahren einige weitere Vorteile: So kann die hohe Korrosionsbeständigkeit durch eine vergleichsweise geringe Behandlungstemperatur bei austenitischem Stahl bewahrt werden. Auf die magnetischen Eigenschaften des Werkstoffs hat das Plasmanitrieren kaum Einfluss.

Je nach Anforderung gibt es Verfahrensvarianten mit und ohne Erhalt der Korrosionsbeständigkeit. Werden hohe Einhärtetiefen gefordert, benötigt man entsprechende Prozesstemperaturen, was den Erhalt der Korrosionsbeständigkeit sehr schwierig macht. Hier ist eine Nachoxidation in ausgewählten Fällen eine Ergänzung, um den Schutz vor Korrosion zu begünstigen.
Bei Edelestahlprozessen, die die Korrosionsbeständigkeit des Ausgangsmateriales nicht beeinträchtigen, lassen sich nur geringe Einhärtetiefen unter 0,1mm, aber dennoch eine sehr harte Oberfläche erreichen. Hier kommen vergleichsweise niedrige Behandlungstemperaturen unterhalb von 400°C zur Anwendung. Daher spricht man bei dieser Verfahrensvariante auch vom Kaltnitrieren. Durch die geringe Wärmeeinwirkung ist hierbei auch die Maßhaltigkeit ausgezeichnet.

Welche weiteren Vorteile hat das Plasmanitrieren?

Das Härten durch Plasmanitrieren ist im Vergleich zu anderen Verfahren (Gas- und Badnitrieren) deutlich umweltverträglicher. Weil keine schädlichen Abgase entstehen, ist eine Abgasaufbereitung nicht erforderlich – das spart zusätzlich Energie. Niedrige Prozesstemperaturen, kürzere Behandlungszeiten (im Vergleich zum Gasnitrieren) und kein/minimaler Bedarf an Nacharbeit machen das Verfahren effizient, wirtschaftlich – und damit zu unserer ersten Wahl im Bereich der Oberflächenbehandlung.

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Kann Edelstahl durch das Plasmanitrieren an Korrosionsbeständigkeit einbüßen?

Beim Nitrieren von Edelstahl wenden wir, je nach konkreter Anforderung, Verfahrensvarianten mit oder ohne Erhalt der Korrosionsbeständigkeit an. Durch Edelstahlprozesse, die die Korrosionsbeständigkeit des Ausgangsmateriales nicht beeinträchtigen, lassen sich zwar nur geringe Einhärtetiefen unter 0,1mm, aber dennoch sehr harte Oberflächen erreichen. Werden hingegen hohe Einhärtetiefen gefordert, benötigt man entsprechende Prozesstemperaturen, was den Erhalt der Korrosionsbeständigkeit erschwert. Hier kann die Nachoxidation in ausgewählten Fällen eine sinnvolle Ergänzung sein, um den Schutz vor Korrosion zu begünstigen.

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