Het proces en de voordelen ervan
Nitreren brengt stikstof in werkstukken, die vervolgens nitriden vormen. De stikstof dringt het werkstuk binnen en vormt een harde verbindingslaag van ijzernitriden op het oppervlak. Daaronder bevindt zich de diffusiezone. Hier wordt stikstof opgeslagen in de metalen matrix van het werkstuk, waardoor de vermoeiingssterkte wordt verhoogd. Nitreerstaalsoorten bereiken bijzonder goede waarden.
Voor nitreren zijn temperaturen tussen 500 °C en 580 °C vereist. De behandeltijden variëren van één tot honderd uur. De dikte van de verbindingslaag en de vorm van de poriënnaden zijn afhankelijk van de temperatuur en duur van de behandeling. Om de nitreerhardingsdiepte (NHD) van de behandeling te definiëren, wordt de limiethardheid gebruikt, die 50 HV hoger is dan de kernhardheid van het werkstuk.
Door oxidatie kan de corrosiebestendigheid van de laag verder worden verbeterd. Als er latere coatings (galvanisch of chemisch) zijn gepland, kan het nitreren ook zonder verbindingslaag plaatsvinden.
Het proces verschilt van nitrocarboneren, waarbij ook koolstof wordt gebruikt.
Grafische weergave: Opbouw en werking
De drie meest gebruikte nitreerprocessen zijn:
Elk van deze methoden maakt ook gedeeltelijke nitrering mogelijk. Bij zoutbadnitreren worden de werkstukken slechts gedeeltelijk ondergedompeld in het nitreerbad. Bij plasmanitreren gebeurt dit mechanisch of door het aanbrengen van een beschermpasta.
De voordelen van nitreren op een rij
- Verbeterde oppervlaktehardheid
- Minder slijtage
- Hoge corrosiebestendigheid
- Lagere wrijvingscoëfficiënt
- De nitreerlaag is hittebestendig tot 600 °C
- Gedeeltelijke harding mogelijk
- Vele toepassingen, aangezien bijna elke staalsoort kan worden genitreerd. Gelegeerde staalsoorten zijn echter het meest geschikt.
Toepassingsgebieden: Geschikte staalsoorten
Vrijwel alle gegoten materialen, sintermaterialen en staalsoorten kunnen worden genitreerd.
Gelegeerd staal levert betere resultaten op dan ongelegeerd staal. Bij ongelegeerd staal kan het materiaaloppervlak broos worden in plaats van hard. Laag- of ongelegeerd staal wordt daarom in plaats daarvan genitrocarbureerd. Door dit proces wordt een verbindingslaag gevormd die de bescherming tegen slijtage en corrosie verhoogt. De verbindingslaag kan ook worden nageoxideerd. Zo wordt een extra dunne oxidelaag gevormd met een dikte van ong. 1 - 3 µm voor een nog betere bescherming.
Elementen, zoals molybdeen, titanium, chroom of aluminium in gelegeerd staal, vormen in reactie met stikstof bijzonder harde nitriden. Staalsoorten met een bijzonder hoog gehalte aan deze elementen worden daarom ook wel nitreerstaal genoemd.
Deze omvatten:
- 1.8519 (31CrMoV9)
- 1.8515 (31CrMo12)
- 1.8550 (34CrAINi7)
- 1.8507 (34CrAlMo5)
Een vergelijking van de verschillende methoden vindt u in de onderstaande tabel.
Procesvestigingen
Wij bieden moderne nitreerprocessen aan in de volgende vestigingen: overzicht locaties
Checklist: Nitreren bestellen
Wilt u bij ons werkstukken of materialen nitreren, dan adviseren wij u graag over de beste werkwijze. U kunt de volgende checklist gebruiken om de bestelling zelf voor te bereiden.
- Welk materiaal moet worden behandeld en in welke staat verkeert het?
- Hoe hoog is de vereiste hardheid (waaronder het tolerantiebereik in HV)?
- Wat is de gewenste nitreerhardingsdiepte (waaronder het tolerantiebereik in mm)?
- Welke gebieden moeten worden genitreerd en waar kan de hardheidsmeting worden uitgevoerd?
- Hoe dik moet de verbindingslaag zijn (waaronder het tolerantiebereik in μm)?
Aanwijzing: Om de verbindingslaag en/of nitreerhardingsdiepte te bepalen, gebruiken wij een door ons verstrekt monster. Voor metingen die specifiek betrekking hebben op uw opdracht, moet u ons een proefonderdeel bezorgen dat bestemd is voor harden.