Werkstoffe nitrieren
Physikalische Grundlagen, Effekt und Arten der Wärmebehandlung

Ein Werkstück aus Stahl, dem zu mehr Härte und Korrosionsbeständigkeit verholfen werden soll, wird nitriert. Aber was genau passiert eigentlich bei diesem Verfahren? Wie verändert sich die Oberfläche des Werkstücks? Und welche Werkstoffe können vom Effekt des Nitrierens profitieren? Das Team unserer Härterei kennt die Antworten auf diese Fragen.

 

Nitrieren von Stahl: Grundlagen des Verfahrens

Das Nitrieren ist eine thermochemische Behandlung, bei der Stickstoff in die Oberfläche eines Werkstoffs eindiffundiert und dort eine Reaktion auslöst, die zur Bildung der sogenannten Nitrierschicht führt. Diese Nitrierschicht setzt sich wiederum aus zwei Schichten zusammen: der äußeren Verbindungsschicht (bestehend aus stickstoffreichem ε-Nitrid Fe2–3N und eisenreichem γ`-Nitrid Fe4N) und der Diffusionsschicht (Grundwerkstoff mit ausgeschiedenen Nitriden).

Je mehr nitridbildende Elemente ein Werkstoff enthält, desto höher ist die durch das Nitrieren erzielbare Härte. Unlegierte Stähle können deshalb nur eine Oberflächenhärte von 250–300 HV erreichen, bei niedriglegiertem Stahl sind 600–700 HV möglich. Bei Nitrier- und hochlegierten Stählen lässt sich durch das Verfahren eine Härte von 800–1.200 HV erzeugen.

 

Arten der Oberflächenbehandlung durch Nitrieren

Grundsätzlich lassen sich drei verschiedene Arten des Nitrierens voneinander unterscheiden:

  • Gasnitrieren (in Ammoniak-Atmosphäre mit leichtem Überdruck)
  • Badnitrieren (im Salzbad)
  • Plasmanitrieren (in ionisierter Gasatmosphäre)

konfsfsfAufgrund der zahlreichen Vorteile des Plasmanitrierens haben wir uns bei der Behandlung von Stahl auf dieses Verfahren spezialisiert. Darüber hinaus sind wir auch für Oberflächenbehandlungen durch Plasmanitrocarburieren und Oxidieren Ihr Ansprechpartner.

Beim Plasmanitrocarburieren wird nicht nur Stickstoff, sondern auch Kohlenstoff zur Diffusion gebracht. Durch dieses zusätzliche Aufkohlen kann eine Nitridschicht mit dickerer Verbindungsschicht erzeugt werden.

Das Verfahren der Oxidation lässt eine 1–2 µm dicke Oxidschicht entstehen und wird zur Erhöhung des Korrosionsschutzes im Anschluss an das Plasmanitrieren oder Plasmanitrocarburieren durchgeführt.

 

Diese Werkstoffe eignen sich für ein Nitrieren im Plasma

Im Grunde können alle Stähle durch Plasmanitrieren gehärtet werden. Das Ergebnis variiert mit Werkstoff, Temperatur und Behandlungsdauer. In unserer Härterei werden folgende Werkstoffe nitriert: 

  • Nitrierstähle
  • Einsatzstähle
  • Vergütungsstähle
  • Baustahl
  • Werkzeugstahl, unlegiert
  • Warmarbeitsstähle
  • Kaltarbeitsstähle
  • Schnellarbeitsstähle
  • Wälzlagerstähle
  • Federstähle
  • Rost- und säurebeständiger Stahl
  • Martensitaushärtbarer Stahl
  • Hitzebeständiger Stahl
  • Grauguss
  • Automatenstahl
  • Sintermetalle

Die Nitrierhärtetiefe (NHT) bei un- und niedriglegierten Stählen beträgt bis zu 0,8 mm, bei hochlegierten Stählen und Edelstahl sind es bis zu 0,15 mm. Eine Übersicht der erzielbaren NHT und Oberflächenhärte finden Sie hier:

Wissenswertes zur Oberflächenbehandlung durch Plasmanitrieren »

 

Sie haben Fragen zum Nitrieren? Wir stehen Ihnen gern für eine ausführliche Beratung zur Verfügung. 

Kontakt aufnehmen »