Carbonitreren.

Wat we doen

Carbonitreren

Carbonitreren is een austenitisch (boven A3) oppervlaktehardingsproces dat vergelijkbaar is met carboneren, met toevoeging van stikstof (via _NH3-gas ), dat gebruikt wordt om de slijtvastheid en oppervlaktehardheid te verhogen door het creëren van een geharde oppervlaktelaag.

Voordelen van carbonitreren

Carbonitreren wordt voornamelijk toegepast om een harde en slijtvaste laag te verkrijgen. Door de diffusie van koolstof en stikstof neemt de hardbaarheid van ongelegeerd en laaggelegeerd staal toe, waardoor een hardere laag ontstaat dan bij carboneren. Het carbonitreerproces is bijzonder geschikt voor de schone massaproductie van kleine onderdelen. Omdat voor het carbonitreren een lagere temperatuur nodig is dan bij carboneren, treedt er minder vervorming op. Door de lagere afkoelsnelheid wordt het risico op afkoelscheuren verminderd.

Toepassingen & materialen

Austenitisch carbonitreren wordt met succes toegepast op onderdelen die doorgaans in massa worden geproduceerd, en op kleinere onderdelen, waarbij een hoge slijtvastheid vereist is en de vereiste hardingsdiepte varieert van 0,1 tot maximaal 0,75 mm. Typische toepassingen zijn onder andere:

• tandwielen en assen
• zuigers
• rollen en lagers
• hendels in hydraulisch, pneumatisch en mechanisch bediende systemen.

Voornamelijk om de slijtvastheid en vermoeiingssterkte van gewoon koolstofstaal te verbeteren.

Een grote verscheidenheid aan staalsoorten kan gecarbonitreerd worden, van gewoon koolstofstaal tot zacht staal (met verlaagd aluminiumgehalte), laaggelegeerd staal met max. 0,25% koolstof, vrij snijstaal en sinterstaal.

Details van het carbonitrideringsproces

(Austenitisch) carbonitreren is een thermochemische behandeling waarbij zowel koolstof als stikstof in het oppervlak van het onderdeel worden opgenomen, meestal tegelijkertijd. Het proces vindt plaats bij lagere temperaturen en duurt doorgaans korter dan carboneren, waardoor onderdelen minder gevoelig zijn voor vervorming. De verspreide stikstof heeft een stabiliserend effect op austeniet en verlaagt de kritische afschriksnelheid en daarmee de hardbaarheid van het staal.

Om vervorming te beperken, kan gebruik worden gemaakt van minder agressieve afschrikmiddelen zoals olie, in plaats van water, dat nodig is voor zacht staal.

Carbonitreren vindt doorgaans plaats bij een temperatuur tussen 820 en 900 °C in een gasatmosfeer, waarbij 0,5 tot 0,8% koolstof en 0,2 tot 0,4% (< 5%) stikstof naar het oppervlak van gewoon koolstofstaal of laaggelegeerd staal. Na de diffusietijd worden de onderdelen direct in olie afgekoeld. De bereikte hardingsdiepte (CHD) bedraagt doorgaans niet meer dan ongeveer 0,7 mm en hangt niet alleen af van de carbonitrideringsdiepte, maar ook van de hardingstemperatuur, de afkoelsnelheid, de hardbaarheid van het staal en de afmetingen van het onderdeel. De warmtebehandeling wordt afgesloten met een lage-temperatuuraanloep tussen 150-200 °C voor het hogere hardingsdieptebereik, om brosheid te verminderen en afhankelijk van de tribologische omstandigheden.