Ionen/Plasma Nitrierung.

Was wir tun

Ionen-/Plasmanitrieren

Das Plasmanitrieren (Ionen-Nitrieren) ist ein plasmagestütztes thermochemisches Einsatzhärtensverfahren, das zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit, Oberflächenhärte und Ermüdung durch Erzeugung einer harten Schicht einschließlich Druckspannungen eingesetzt wird.

Vorteile des Ionen/Plasma-Nitrierens

Die Vorteile des Gasnitrierens können durch das Plasmanitrieren noch übertroffen werden. Insbesondere bei höher legierten Stählen wird durch das Plasmanitrieren eine hohe Oberflächenhärte erreicht, die eine hohe Verschleiß-, Fress- und Reibfestigkeit bewirkt. Die Ermüdungsfestigkeit wird hauptsächlich durch die Entwicklung von Oberflächendruckspannungen erhöht. Plasmanitrieren ist eine gute Wahl, wenn Teile sowohl nitrierte als auch weiche Bereiche aufweisen sollen. Die Möglichkeit der Erzeugung einer schichtfreien Diffusionsschicht wird beim Plasmanitrieren häufig vor der PVD- oder CVD-Beschichtung genutzt. So können maßgeschneiderte Schichten und Härteprofile erzielt werden.

Anwendungen & Materialien

Typische Anwendungen sind Zahnräder, Kurbelwellen, Nockenwellen, Nockenstößel, Ventilteile, Extruderschnecken, Druckgusswerkzeuge, Schmiedegesenke, Kaltverformungswerkzeuge, Einspritzdüsen und Kunststoffformwerkzeuge, lange Wellen, Achsen, Kupplungs- und Motorteile. Plasmanitrieren und Plasmanitrocarburieren werden häufig den entsprechenden Gasverfahren vorgezogen, wenn eine Maskierung erforderlich ist.

Das Plasmanitrieren eignet sich für alle Eisenwerkstoffe, auch für Sinterstähle mit höherer Porosität, Gusseisen und hochlegierte Werkzeugstähle, sogar mit einem Chromgehalt von mehr als 12 %. Nichtrostende Stähle und Nickelbasislegierungen können plasmanitriert werden und behalten den größten Teil ihrer Korrosionsbeständigkeit, wenn niedrige Temperaturen angewendet werden. Spezielle Anwendungen sind das Plasmanitrieren von Titan- und Aluminiumlegierungen. Bei hohen Belastungen großer Maschinenteile wie Wellen und Spindeln ist die Verwendung spezieller chrom- und aluminiumlegierter Nitrierstähle von großem Vorteil, da durch das Plasmanitrieren eine Oberflächenhärte von mehr als 1000 HV erreicht wird.

Details zum Ionen/Plasma-Nitrierverfahren

Das Plasmanitrieren/Ionennitrieren ist eine moderne thermochemische Behandlung, die in einem Gemisch aus Stickstoff, Wasserstoff und einem optionalen Kohlenstoffgas durchgeführt wird. Bei diesem Niederdruckverfahren wird zwischen der Charge und der Ofenwand eine Spannung angelegt. Um die Teile herum wird eine Glimmentladung mit hohem Ionisierungsgrad (Plasma) erzeugt. Auf der durch die Ionen direkt geladenen Oberfläche bilden sich stickstoffreiche Nitride, die sich zersetzen und dabei aktiven Stickstoff an die Oberfläche abgeben. Aufgrund dieses Mechanismus ist eine Abschirmung leicht möglich, indem die betroffenen Bereiche mit einer Metalldecke abgedeckt werden. Das Plasmanitrieren ermöglicht die Modifizierung der Oberfläche entsprechend den gewünschten Eigenschaften. Durch Anpassung des Gasgemisches können maßgeschneiderte Schichten und Härteprofile erzielt werden: von einer schichtfreien Oberfläche mit geringem Stickstoffgehalt bis zu einer Dicke von 20 Mikrometern bis hin zu einer Schicht mit hohem Stickstoffgehalt und einem Zusatz von kohlenstoffhaltigem Gas (Plasmanitrokarburierung). Der breite anwendbare Temperaturbereich ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen, die über die Möglichkeiten von Gas- oder Salzbadprozessen hinausgehen.