Stahl härten
durch Plasmanitrieren und Plasmanitrocarburieren

Bauteile aus Stahl und Edelstahl benötigen in zahlreichen Anwendungsfällen eine möglichst hohe Härte und Korrosionsbeständigkeit. Um dem Werkstoff diese Eigenschaften zu verleihen, stehen verschiedene Möglichkeiten der Oberflächenbehandlung zur Verfügung. Wir erklären, was genau das Nitrieren und Nitrocarburieren im Plasma zu unserer ersten Wahl in Sachen Wärmebehandlung macht.

 

Grundlagen des Nitrierens und Carburierens

Das Nitrieren (= Aufsticken) und Carburieren (= Aufkohlen) sind zwei thermochemische Verfahren, die der Oberflächenhärtung von Stählen dienen. Bei beiden Verfahren wird der zu behandelnde Werkstoff erwärmt, die genaue Temperatur hängt dabei von der Legierung des Stahls und dem gewünschten Ergebnis ab. Das darauffolgende Zuführen von Stickstoff (beim Nitrieren) oder Kohlenstoff (beim Carburieren) führt zur Bildung einer Randschicht mit hoher Oberflächenhärte. Wie hart und tief die erzeugte Schicht ist, richtet sich nach der Behandlungsdauer und -temperatur.

Eine Kombination beider Verfahren ist das Nitrocarburieren. Hier diffundieren sowohl Stickstoff als auch eine begrenzte Menge Kohlenstoff in die behandelten Stähle. Da beim Nitrocarburieren eine besonders dicke und zähe Randschicht entsteht, ist dieses Verfahren für Anwendungsfälle mit besonderer Verschleißbeanspruchung besonders gut geeignet.

Mehr über das Nitrocarburieren »

Grundsätzlich kann Stahl auf drei verschiedene Arten nitriert, carburiert oder nitrocarburiert werden:

  • im Salzbad
  • in Ammoniak-Atmosphäre bei leichtem Überdruck 
  • in ionisierter Gasatmosphäre
 

Plasmanitrieren: Die effiziente & Wärmebehandlung

Gegenüber dem Gas- & Badnitrieren bietet das Plasmanitrieren eine ganze Reihe von Vorteilen. Zum einen punktet das Verfahren mit einer ausgezeichneten Reproduzierbarkeit der Behandlungsergebnisse, zum anderen kann es auch in Sachen Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit überzeugen.

Die Behandlung im Plasma nimmt (verglichen mit dem Gasnitrieren) deutlich weniger Zeit in Anspruch, verzichtet auf den Einsatz umweltbelastender Gase – und auch die erforderlichen Temperaturen fallen deutlich geringer aus. Das Plasmanitrieren bietet zudem die Möglichkeit, die Eigenschaften der Nitrierschicht (bestehend aus Verbindungsschicht und Diffusionsschicht) präzise zu steuern und an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen. Die im Plasma gebildete Verbindungsschicht ist zudem deutlich kompakter und porenärmer als die beim Gasnitrieren entstehenden Schichten.

Ein weiterer Vorteil: Die Nachreinigung der Charge ist in der Regel nicht erforderlich, die Endreinigung erfolgt noch im Plasma.

Grundsätzlich können alle Stähle im Plasma nitriert werden. Eine außerordentlich hohe Widerstandsfähigkeit ist bei der Behandlung sogenannter Nitrierstähle erreichbar. Der Grund dafür liegt im hohen Anteil nitridbildender Elemente, die die Bildung einer nitridreichen Diffusionsschicht bewirken und so eine besonders harte Oberfläche entstehen lassen..

Plasmanitrieren: Grundlagen und Vorteile »

 

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