Gasnitreren

Gasnitreren is een thermochemische oppervlaktebehandeling dat wordt gebruikt om de slijtvastheid, oppervlaktehardheid en vermoeiingssterkte te verhogen door het oplossen van stikstof en het vormen van harde nitriden.

Voordelen

Nitreren is bedoeld voor componenten die onderhevig zijn aan zware belasting. Het zorgt voor een hoge oppervlaktehardheid en daarmee tot een hoge weerstand tegen slijtage, schuren, adhesie en koudlassen. Voornamelijk door het ontstaan van hoge inwendige drukspanningen in de oppervlakte wordt de vermoeiingssterkte aanzienlijk verhoogd. Het brede scala aan mogelijke temperaturen en inzetdiepten, die een aanpassing van de verschillende eigenschappen van de behandelde delen mogelijk maakt, zorgt ervoor dat gasnitreren een breed toepassingsgebied heeft.

Applicaties en materialen

Veel gebruikte toepassingen zijn onder meer tandwielen, krukassen, nokkenassen, nokvolgers, kleponderdelen, veren, extrusiespindel, drukgiet gereedschappen, smeedmatrijzen, aluminium extrusiematrijzen, injectors en kunststofmatrijzen.

Nitreren is het meest effectief wanneer het wordt toegepast op staal dat nitridevormende elementen bevat, zoals chroom, molybdeen, vanadium en aluminium. Het proces is ook toepasbaar op gereedschapsstaal, zoals veredelingsstaal, koudwerkstaal en matrijzenstaal. Een typische lage temperatuur toepassing is nitreren van veerstaal voor het verlengen van de levensduur onder vermoeiingsbelasting, van veren voor gebruik in de automotive lindustrie. In het algemeen kunnen alle ferro-metalen met gasnitreren worden behandeld tot 5% chroom. Voor hogere gehalten aan legeringelementen en voor gasnitreren van roestvast staal kan plasmanitreren worden overwogen. Gasnitreren van gesinterd staal met een lage dichtheid wordt niet aanbevolen.

Voor een optimaal resultaat moet het materiaal zich in een geharde en hoog ontlaten toestand bevinden voorafgaand aan gasnitreren.

Procesdetails

Gasnitreren is een “thermochemisch” warmtebehandelingsproces bij lage temperatuur (meestal 520°C) van waarbij de vervorming zeer gering is. Het wordt uitgevoerd om de oppervlakte-eigenschappen van gerede of bijna gerede ferro-metalen onderdelen te verbeteren. Als een koolstof afgevend gas wordt toegevoegd, wordt het proces gasnitrocarboneren genoemd. De laag bestaat doorgaans uit twee zones – de verbindingslaag (witte laag) die een kubisch of hexagonaal nitriden kan zijn, en de diffusielaag daaronder met opgeloste stikstof en harde nitriden. De verbindingslaag op het oppervlak van de onderdelen is het meest verantwoordelijk voor de verhoging van de slijtvastheid, en weerstand tegen schuren, koudlassen en vreten. De diffusielaag draagt bij aan een verbeterde vermoeiingssterkte en werkt als drager voor de harde verbindingslaag. Door het beheersen en aanpassen van de procesatmosfeer kan de samenstelling van de laag worden beïnvloed, van dunne verbindingslagen voor verbetering van vermoeiingssterkte tot dikke stikstof en koolstofrijke verbindingslagen in geval van gasatmosferisch nitrocarboneren met na-oxidatie als goede slijtvastheid en corrosieweerstand is gewenst. In dit geval is Corr-I-Dur^® wellicht een nog betere keuze.