Gasnitrieren

Gasnitrieren für besondere Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit

Das Gasnitrieren im Ammoniakgasstrom (Langzeitgasnitrieren) ist ein Verfahren zum Härten von Komponenten, die empfindlich für Verzug sind oder hohen Belastungen standhalten müssen. Durch die Diffusion von atomaren Stickstoff in die Stahloberfläche werden eine Vielzahl der Eigenschaften des Bauteils deutlich verbessert. Außerdem besteht die Möglichkeit, bestimmte Bereiche am Bauteil vor dem Nitrieren zu schützen.

Gasnitrieren ist eine thermochemische Behandlung, die tiefere Schichten erzeugt als es beim Tenifer QPQ (Salzbadnitrocarburieren) möglich ist. Deshalb werden beim Gasnitrieren auch deutlich längere Behandlungszeiten benötigt.

Infolge vergleichsweise niedriger Behandlungstemperaturen (500-550 °C) sind nur geringe Maß- und Formänderungen zu erwarten. Für sehr verzugsempfindliche Bauteile empfiehlt sich ein Spannungsarmglühen im vorgefertigten Zustand.

Unsere Anlagen

Für das Gasnitrieren stehen uns mehrere Schachtofenanlagen bis D 1100 x 3300mm zur Verfügung.

Vorteile von Gasnitrieren

• Verbesserung der Verschleißfestigkeit
• Reduzierung der Reibkoeffizienten, d.h. Verbesserung der Gleiteigenschaften und der Notlaufeigenschaften
• Geringe Maß- und Formänderungen, dadurch oftmals keine Nacharbeit erforderlich
• Hohe Reproduzierbarkeit der Nitrierergebnisse
• Erhöhung der Biegewechselfestigkeit / Dauerfestigkeit
• Bauteile können auch partiell behandelt werden

Anwendungsbeispiele

Für welche Werkstücke ist das Verfahren geeignet?

• Zahnräder
• Antriebswellen
• allgemeine Maschinenbauteile
• Führungsleisten
• Extruderschnecken
• Spindeln
• Kurvenscheiben
• Hydraulikzylinder
• Gesenke
• Biegestempel
• Matrizen
• Spritzgusswerkzeuge
• Nockenwellen
• Kurbelwellen
• Einspritzdüsen
• u.v.m.

Welche Werkstoffe sind geeignet?

Beim Gasnitrieren ist die Oberflächenhärte und die Nitrierhärtetiefe (NHD) vom vorherigen Vergütungszustand und dem Anteil bestimmter Legierungselemente im Grundwerkstoff abhängig.

Geeignet sind:

• Nitrier- und Vergütungsstähle, aber auch
• alle Stahlwerkstoffe
• alle Gusswerkstoffe (GGG)
• alle Sinterwerkstoffe

Nicht geeignet sind:

• Hochlegierte Werkstoffe (> 12 % Cr) (aufgrund ihrer Oberflächenpassivität)

Erfordern die Beanspruchungen eine hohe Härte an der Oberfläche, sollten spezielle mit Aluminium (Al), Chrom (Cr), Molybdän (Mo) und Vanadium (V) legierte Nitrierstähle verwendet werden.

Einige Beispiele üblicher Werkstoffe zum Gasnitrieren:

• 16MnCr5
• 42CrMo4
• 31CrMoV9
• 30CrNiMo6
• 34CrAINi7

Oberflächenhärte und Nitrierhärtetiefe verschiedener Werkstoffe:

Werte für die erreichbare Oberflächenhärte können der folgenden Tabelle entnommen werden:

Oberflächenhärte und Nitrierhärtetiefe verschiedener Werkstoffe (PDF)

Die Toleranzen ergeben sich aus den Analysetoleranzen für die oben erwähnten Legierungselemente, sowie aus unterschiedlichen Vergütungsfestigkeiten.

Sie möchten bei uns Gasnitrieren?

Dann benötigen wir von Ihnen folgende Angaben:

• Werkstoffbezeichnung und Zustand (z.B. vergütet)
• Sollhärte mit Toleranzbereich in HV
• Nitrierhärtetiefe (NHD) mit Toleranzbereich in mm *
• Ggf. Dicke der Verbindungsschicht (VS) mit Toleranzbereich in μm *
• Ggf. Kennzeichnung der Bereiche, die nicht nitriert werden sollen
• Ggf. Kennzeichnung der Bereiche, an der eine Härtemessung erfolgen kann

* Die Ermittlung der Nitrierhärtetiefe bzw. der Verbindungsschicht erfolgt an einer von unserem Hause beigestellten Referenzprobe. Sollen die Messungen auftragsbezogen durchgeführt werden, muss für diese zerstörende Prüfung ein Probeteil aus derselben Fertigung beigestellt werden.

Die Oberfläche des Werkstücks muss beim Gasnitrieren metallisch blank und frei von Ölen, Fetten und Rost sein. Sie darf nicht entkohlt oder oxidiert sein und darf keine Randschichten aufweisen.

Vorhandene Oberflächenverfestigungen wirken sich darüber hinaus negativ auf die Ausbildung der Nitrierschicht aus.

Wir freuen uns über Ihre Anfrage.