Stahl härten durch Nitrocarburieren
Verfahren, Wirkung und mögliche Schichtdicke

Um die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit von Stahl zu verbessern, hält das Fachgebiet der Oberflächenbehandlung verschiedene Verfahren bereit. Für Bauteile mit besonders hoher Verschleißbeanspruchung ist das Nitrocarburieren oft die erste Wahl – denn bei dieser Behandlung wird eine besonders widerstandsfähige Randschicht erzeugt. Wir erklären, was Sie über das Verfahren, seinen Ablauf und die erreichbare Schichtdicke wissen sollten.

 

Das passiert beim Nitrocarburieren

Das Randschichthärten von Stählen durch Nitrocarburieren zählt (wie auch das Nitrieren) zu den thermochemischen Behandlungen. Anders als beim Nitrieren, wird dabei aber nicht nur Stickstoff, sondern zusätzlich auch eine begrenzte Menge Kohlenstoff eingesetzt. Beide diffundieren bei der Wärmebehandlung in die Oberfläche des Stahls und bewirken dort eine chemische Randschichtumwandlung. 

Durch das Verfahren entsteht eine wenige µm dünne Verbindungsschicht. Sie ist der Protagonist der Wärmebehandlung, denn aus ihrer Beschaffenheit resultiert die besonders hohe Beständigkeit des Materials gegenüber Korrosion und Verschleiß. Unterhalb der Verbindungsschicht liegt die Diffusionszone bzw. Diffusionsschicht. Sie ist mehrere hundert µm dick. 

Die im Zuge des Nitrocarburierens entstehenden Carbonitride verfügen über eine hohe Eigenhärte und sind (in Kombination mit Verspannungen zwischen den Gefügebestandteilen) für die besondere Oberflächenhärte nitrocarburierter Werkstücke verantwortlich. 

Bei identischer Behandlungsdauer und -temperatur kann durch das Nitrocarburieren eine deutlich höhere Oberflächenhärte erzeugt werden als durch vergleichbare Verfahren. Die exakte erreichbare Oberflächenhärte und Schichtdicke hängt aber natürlich immer auch vom behandelten Werkstoff ab.

Wichtig: Nitrocarburieren und Carbonitrieren sind zwei verschiedene Verfahren. Bei letzterem kommen lediglich geringe Mengen Stickstoff zum Einsatz, folglich zählt das Carbonitrieren nicht zu den verbindungsschichtbildenden Wärmebehandlungen, sondern ist dem Einsatzhärten zuzuordnen.

 

Nitrieren und Nitrocarburieren: Arten der Behandlung

Stähle können auf unterschiedliche Weise bzw. in unterschiedlichen Medien nitriert und nitrocarburiert werden:

  • Gasnitrieren und Gasnitrocarburieren
  • Salzbadnitrieren und Salzbadnitrocarburieren 
  • Plasmanitrieren und Plasmanitrocarburieren

Unsere Härterei hat sich auf die Oberflächenbehandlung durch Plasmanitrieren und Plasmanitrocarburieren spezialisiert. Beide Verfahren bieten gegenüber anderen Methoden zahlreiche Vorteile.

Durch das Nitrocarburieren im Plasma lässt sich z. B. eine besonders harte Randschicht bei vergleichsweise geringen Prozesstemperauren erreichen. Die behandelten Stähle verfügen über eine Verbindungsschicht mit ausgezeichneten Laufeigenschaften und hoher Schichtdicke, eine Nachreinigung der Werkstücke ist nicht erforderlich. Darüber hinaus ist die Behandlung deutlich umweltschonender als das Salzbadnitrocarburieren und Gasnitrocarburieren.

Am stärksten profitieren un- und niedriglegierte Stähle mit einem geringen Anteil an Kohlenstoff von der Wärmebehandlung. Einsatz- und Vergütungsstähle können eine Oberflächenhärte von 550 HV bis 800 HV erreichen.

 

Sie haben Fragen zum Nitrocarburieren im Plasma oder benötigen detaillierte Informationen zur möglichen Schichtdicke und Oberflächenhärte eines bestimmten Materials? Unser Team steht Ihnen gern für eine ausführliche Beratung zur Verfügung – sprechen Sie uns an!

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