Borieren

Borieren ist ein thermochemisches Randschichthärteverfahren, das sich für eine Vielzahl von Eisen- und auch Nichteisen-Metallen sowie metallkeramische Werkstoffe eignet. Das Verfahren beruht auf dem Einbringen von Boratomen in die Randzone eines Grundwerkstoffes, was zur Ausbildung einer harten, mit Bor angereicherten Zwischenschicht führt. Diese Zwischenschicht kann als Einzelschicht oder auch als Doppelschicht vorliegen.

Vorteile

Mit diesem Verfahren kann eine gleichmäßig harte Schicht von der Oberfläche bis hin zur Diffusionsschicht erzielt werden. Die dabei erreichte Härte ist um Einiges höher als bei anderen Oberflächenhärteverfahren. Durch die hohe Härte und den niedrigen Reibungskoeffizienten können der Verschleiß- und der Abnutzungswiderstand erhöht und die Dauerfestigkeitseigenschaften verbessert werden. Weitere Vorteile sind Härtebeständigkeit bei höheren Temperaturen, erhöhter Korrosionswiderstand in säurehaltigen Umgebungen, geringerer Verbrauch von Schmiermitteln und verminderte Neigung zur Kaltverschweißung.

Anwendungsbereiche

Borieren eignet sich für die meisten eisenhaltigen Werkstoffe mit Ausnahme von Lagerstählen auf Aluminium- oder Siliziumbasis, wie z.B. Baustähle, einsatzgehärtete und angelassene Stähle, Werkzeugstähle, rostfreie Stähle, Stahlguss, duktile und gesinterte Stähle sowie lufthärtende Stähle. Borieren eignet sich außerdem für nickel- oder kobaltbasierte Legierungen und Molybdän. Mit dem Borieren von nickelbasierten Legierungen kann eine harte, verschleißfeste Oberflächenschicht gebildet werden, ohne dabei den Korrosionswiderstand zu verringern.

Borieren eignet sich nicht für nitrierte, blei- und schwefelhaltige Stähle.

Typische Anwendungsgebiete:

Öl- und Gasindustrie, Landmaschinen, Automobilindustrie, Stanzereien, Textilindustrie, Extruder und Spritzgießmaschinen.

Typische Bauteile:

• Ventilkomponenten – Schieber, Kugelsitze, Kugelköpfe, Ventilschäfte, Regelventile
• Pumpenkomponenten – Laufradgehäuse, Pumpengehäuse, Kolben, Zylinder
• Landmaschinen – Mähdrescher, Trennbehälter, Erntegutübergabestationen, Schneidvorrichtungen
• Automobilbranche – Ölpumpengetriebe von Dieselmotoren, Zahnräder
• Stanzereien – Pressbacken, Stanzwerkzeuge
• Textilindustrie – Nutentrommeln
• Extrusions- und Spritzgussformen, Schnecken, Gehäuse und Werkzeugkomponenten

Prozessdetails

Dem Prozess liegt eine Zwei-Stufen-Reaktion zugrunde. Im ersten Schritt reagiert eine borabgebende Substanz. Dieser Reaktionsschritt ist abhängig von der Temperatur und der Behandlungsdauer. Dabei entsteht eine dünne, dichte Boridschicht. Der zweite Reaktionsschritt beinhaltet einen schnellen Diffusionsprozess.