Plasmanitrering

Plasmaunderstøttet termokemisk overfladehærdende proces, der anvendes til at øge slidstyrke, overfladehårdhed og udmattelse ved at danne et hårdt lag, deriblandt komprimerende belastninger.

Fordele

Fordelene ved gasnitrerende processer kan overgås af plasmanitrering. Især når det anvendes på højlegeret stål afgiver plasmanitrering en høj overfladehårdhed, som fremavler høj modstand mod slid, revner, sammensmeltning og sammenblanding. Udmattelsesstyrke øges primært ved udviklingen af overfladekomprimerende belastninger. Plasmanitrering er et smart valg, når emner skal have både nitrerede og bløde områder. Muligheden for at danne et diffusionslag uden et sammensætningslag bruges ofte i plasmanitrering før en PVD- eller CVD-belægning. Skræddersyede lag og hårdhedsprofiler kan opnås.

Brug & materialekvalitet

Typisk anvendelse inkluderer tandhjul, krumtapaksler, tynde aksler, tynde akseldele, ventildele, værktøj til matricestøbning, støbematricer, værktøj til koldformning, indsprøjtning og værktøj til plastikformning, lange stænger, aksler, kobling- og motordele. Plasmanitrering og plasmanitrokarburering er ofte at foretrække frem for tilsvarende gasprocesser, hvis afdækning er nødvendig.

Plasmanitrering er egnet til alle jernholdige materialer, selv sinterstål med højere porøsitet, støbejern og højlegeret værktøjsstål, selv med kromindhold på over 12 %. Rustfrit stål og nikkelbaserede legeringer kan være plasmanitreret og bevare det meste af deres korrosionsmodstand, hvis der anvendes lave temperaturer. Særlig anvendelse er plasmanitrering af titan- og aluminiumlegeringer. For tunge belastninger på store maskindele, såsom stænger og tynde aksler, har brugen af særligt krom- og aluminiumslegeret nitreret stål en stor fordel, da plasmanitrering skaber en overfladehårdhed på mere end 1.000 HV.

Proces detaljer

Plasmanitrering/nitrokarburering er en moderne termokemisk behandling, som udføres i en blanding af nitrogen, hydrogen og en valgfri kulstofgas. I denne proces med lavt tryk tilføres volt mellem emnet og ovnens væg. En glødeudladning med højt ioniseringsniveau (plasma) dannes rundt om emnerne. På overfladeområdet, som lades direkte af ionerne, formes nitrogenrige nitrider, som aflejres og afgiver aktiv nitrogen ned i overfladen. Takket være denne mekanisme klares afskærmning nemt ved at dække de gældende områder med et metaltæppe. Plasmanitrering tillader en modificering af overfladen alt efter de ønskede egenskaber. Skræddersyede lag og hårdhedsprofiler kan opnås ved at tilpasse gasblandingen: fra en overflade uden sammensætningslag med lavt nitrogenindhold, der er op til 20 mikroner tykt, til et sammensætningslag med højt nitrogenindhold og en tilføjelse af kulstofgas (plasmanitrokarburering). Den store spændvidde af anvendelige temperaturer tillader en lang række anvendelsesmuligheder, langt mere end hvad er muligt med gas- eller saltbadsprocesser.