Nitrocarburieren

Nitrocarburieren ist ein Oberflächenhärteverfahren, bei dem die Stahloberfläche infolge thermochemischer Diffusion mit Stickstoff-, Kohlenstoff- und in geringem Maße mit Sauerstoffatomen angereichert wird zwecks Erhöhung von Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit angereichert wird, was zur Ausbildung einer Verbindungsschicht auf der Bauteiloberfläche und einer darunter liegenden Diffusionsschicht führt. Nitrocarburieren ist eine abgewandelte Form des Nitrierens und dient primär dem Zweck, den Verschleißwiderstand und die Dauerfestigkeit zu erhöhen.

Vorteile

• Relativ geringe Kosten
• Hohe Verschleißfestigkeit
• Exzellente Abriebfestigkeit und hohe Resistenz gegen Reibverschweißung
• Verbesserung der Ermüdungseigenschaften um bis zu120%
• Deutliche Verbesserung des Korrosionswiderstandes
• Gute Oberflächenqualität
• Vernachlässigbarer Verzug
• Vorhersagbares Wachstumscharakteristik
• Austauschbarkeit von Werkstoffen– Kohlenstoffstahl kann niedrig legierten Stahl ersetzen

Anwendungsbereiche

Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht vor allem darin, dass auch nicht vorvergütete Werkstoffe randschichtgehärtet werden können. Weitere Vorteile sind die verhältnismäßig niedrigen Prozesstemperaturen, äußerst geringer Verzug und die im Vergleich zu Aufkohlungs- und anderen Oberflächenhärteverfahren relativ geringen Kosten.

Typische Anwendungsgebiete

Öl- und Gasindustrie, Ventile, Pumpen, Landmaschinen, Automobilindustrie, Stanzereien, Textilindustrie, Extruder und Spritzgußmaschinen und Schusswaffenkomponenten.

Typische Bauteile:

Öl und Gasindustrie – Getriebe und Ritzelwellen

Ventilkomponenten – Schieber, Kugelsitze, Kugelköpfe, Ventilschäfte, Regelventile;

Pumpenkomponenten – Laufradgehäuse, Pumpengehäuse, Kolben, Zylinder;

Landmaschinen – Mähdrescher, Trennbehälter, Erntegutübergabestationen, Schneidvorrichtungen

Automobilbranche – Ölpumpengetriebe für Dieselmotoren, Zahnräder, Kurbel- und Nockenwellen

Stanzereien – Pressbacken, Stanzwerkzeuge

Textilindustrie – Nutentrommeln

Extruder und Spritzgießmaschinen – Pressbohrer, Gehäuse, Pressformenkomponenten

Schusswaffen – Führungsschienen für automatische Handfeuerwaffen.

Nitrocarburieren eignet sich für die gleichen Werkstoffe, die für das Nitrieren geeignet sind, einschließlich unlegierter Stähle. Gute Verbesserungen des Verschleißwiderstandes und der Dauerfestigkeit werden bei niedrigen Kosten erreicht. Dieses Verfahren kommt verbreitet als Alternative zu Hartbeschichtungen bei Stanzwerkzeugen zur Anwendung.

Prozessdetails

Nitrocarburieren wird bei relativ niedrigen Temperaturen durchgeführt und reichert die Oberfläche von Kohlenstoffstählen mit Stickstoff und Kohlenstoff an, um eine harte Oberfläche, einen weichen Kern und eine sehr dünne Verbindungsschicht auf der Oberfläche zu erzielen.

Die Verbindungsschicht ist sehr verschleiß- und korrosionsbeständig, doch im Gegensatz zum Nitrieren nicht spröde. Da die Verbindungsschicht erheblich zur Verbesserung der Werkstoffeigenschaften beiträgt, darf diese nicht infolge von nachgelagerten Bearbeitungsschritten abgetragen werden. Unterhalb der Verbindungsschicht befindet sich eine Diffusionszone, welche die Dauerfestigkeit erhöht.