Het Tenifer®-QPQ-proces is gebaseerd op zoutbadnitrocaboneren, waarbij stikstof en koolstof in het werkstukoppervlak diffunderen. Hierdoor ontstaat een verbindingslaag van ijzer, stikstof, koolstof en nitriden die bekend staat om zijn hoge slijtvastheid en lage wrijvingscoëfficiënt.

 

Het proces bestaat uit vier stappen:

1. Nitrocarboneren
2. Oxiderende afkoeling
3. Mechanisch gladmaken
4. Na-oxidatie

 

Deze gerichte behandeling maximaliseert de corrosiebescherming en verbetert de mechanische stabiliteit van de componenten. Aangezien het proces bij relatief lage temperaturen wordt uitgevoerd, zijn de veranderingen in afmetingen en vorm minimaal. Daarom is complexe nabewerking vaak niet of helemaal niet nodig.

Wij bieden de volgende varianten van het Tenifer®-proces aan:

 

• Tenifer®-Q: Basisbescherming tegen slijtage, corrosie, inloopspanning, hittebestendigheid en vermoeiingssterkte.
• Tenifer®-QP: Verbeterde oppervlaktekwaliteit door verminderde ruwheid, lagere wrijvingscoëfficiënt en geoptimaliseerd componentuiterlijk.
• Tenifer®-QPQ: Maximale corrosiebestendigheid, decoratief zwart oppervlak, minimale lichtreflectie en hoogste optische kwaliteit.
• Optionale Kühlverfahren: De behandelingen kunnen door middel van waterafschrikking of vacuümkoeling worden uitgevoerd.

Hoge slijtvastheid en verhoogde vermoeiingssterkte

 

• Hoge slijtvastheid en verhoogde vermoeiingssterkte
• Uitstekende corrosiebescherming door magnetietlaag
• Kleine veranderingen in afmetingen en vorm
• Optimale glij-eigenschappen door de niet-metalen eigenschappen van de verbindingslaag
• Uitstekende mechanische belastbaarheid

De combinatie van oppervlakteharding en oxidatiebehandeling verhoogt de vermoeiingssterkte van het materiaal met wel 100 %. Tegelijkertijd vermindert het behandelde oppervlak de wrijvingsweerstand, wat vooral bij glij- en rollagertoepassingen tot een aanzienlijke vermindering van slijtage leidt.

 

 

Het Tenifer®-QPQ-proces wordt op grote schaal gebruikt in verschillende industriële sectoren:

 

• Auto-industrie (bijv. transmissiecomponenten, krukassen, tandwielen)
• Machinebouw (zwaar belaste machineonderdelen)
• Lucht- en ruimtevaart (gespecialiseerde precisiecomponenten)
• Medische techniek (instrumenten en componenten met hoge hygiëne-eisen)
• Vervanging van chroom(VI)-houdende coatings

 

De behandeling is geschikt voor vrijwel alle staal- en gietijzerkwaliteiten. Bijzondere resultaten worden bereikt bij materialen met nitridevormende elementen zoals chroom, molybdeen, vanadium en aluminium, aangezien ze een hogere oppervlaktehardheid mogelijk maken.

Terwijl ongelegeerde en laaggelegeerde staalsoorten de hoogste corrosiebescherming bereiken, vereist de behandeling van roestvast staal speciale aanpassingen in het proces om zowel optimale hardheidswaarden als een verbeterde corrosiebestendigheid te garanderen.

Voor een optimale uitvoering van de Tenifer®-QPQ-behandeling vereist specifieke parameters. Naast de exacte materiaalaanduiding moeten ook de temperatuur van de voorafgaande warmtebehandeling, de gewenste hardheid en de gewenste nitreerhardingsdiepte worden vastgelegd. Een gedeeltelijke behandeling vereist geschikte tekeningen. Bovendien moet de temperatuur van de voorafgaande warmtebehandeling minimaal 20 tot 30 °C hoger zijn dan de nitreertemperatuur om de ingestelde kernhardheid te verkrijgen.

Het Tenifer®-QPQ-proces combineert hoge slijtvastheid, uitstekende corrosiebescherming en minimale veranderingen van afmetingen in een efficiënte en milieuvriendelijke oplossing voor de metaalverwerkende industrie.

Het proces staat wereldwijd bekend als een hoogwaardig alternatief voor conventionele coatingprocessen en is geschikt voor zowel industriële serieproductie als voor precisieonderdelen die aan hoge belasting worden blootgesteld. Dankzij de hoge reproduceerbaarheid en het gebruiksgemak is het een betrouwbare oplossing voor duurzame en resistente componenten.

 

U vindt Härtha in Duitsland, Italië en Nederland. In ons vestigingsoverzicht kunt u ook zien welke processen wij naast oxideren bij u in de omgeving aanbieden.

 

ALDOX biedt een uitzonderlijk hoge corrosiebestendigheid en geeft uw werkstukken een elegant antracietkleurig tot zwart oppervlak. Het is een milieuvriendelijk alternatief voor de gebruikelijke corrosiebeschermingsprocessen zoals vernikkelen, verchromen of zoutbadnitreren.
 
Wij gebruiken ALDOX voor de meest veeleisende technische componenten, zowel voor individuele onderdelen, onderdelen met speciale afmetingen als onderdelen in serieproductie. Wij staan u graag te woord in een persoonlijk en vrijblijvend adviesgesprek om zo goed mogelijk aan de individuele eisen van uw toepassingen te voldoen.

Het procesverloop van het ALDOX-S-proces is vrijwel identiek aan dat van het NIOX-proces. Voor optimale resultaten in de zoutsproeitest hebben wij echter parameters zoals temperatuur, gassamenstelling en laagstructuur aangepast. Zo wordt bijvoorbeeld na het nitreren de temperatuur tot de oxidatietemperatuur verlaagd.

Op deze manier ontstaat op het onderdeeloppervlak een 0,5 tot 2 µm dikke, dichte ijzeroxidelaag Fe3O4. De combinatie van de nitreerlaag (verbindingslaag) en oxidelaag bepaalt grotendeels de verbetering van de corrosiebestendigheid.

Procesverloop ALDOX-S

ALDOX-P verschilt van ALDOX-S doordat het een extra tussenbehandeling en een aanvullende oxidatieproces heeft. Hierdoor ontstaat er op het onderdeeloppervlakeen 1 tot 3 µm dikke, goed hechtende ijzeroxidelaag Fe3O4. De combinatie van de nitreerlaag als verbindingslaag met deze oxidelaag garandeert een aanzienlijke verbetering van de corrosiebestendigheid van het behandelde werkstuk.

Het geoptimaliseerde nitrocarboneren wordt aangevuld met een na-oxidatie van de werkstukken . De verbindingslaag die in de eerdere stap wordt gevormd, wordt gedeeltelijk omgezet in een oxidelaag door deze in een oxiderende omgeving te houden en af te koelen. Hierna volgt opnieuw een compleet oxidatieproces (verwarmen, oxideren en afkoelen). Hierdoor krijgen de werkstukken een extra oxidelaag.

Procesverloop ALDOX-P

• Hogere oppervlaktehardheid
• Verhoging van de corrosiebestendigheid
• Verhoging van de slijtvastheid
• Uitstekende glij- en wrijvingseigenschappen
• Hoge reproduceerbaarheid
• Elegante donkergrijze tot zwarte kleur
• Milieuvriendelijke methode
• Slechts een geringe toename van de oppervlakteruwheid
• Hoge maatnauwkeurigheid
• Er kan rekening worden gehouden met door de productie veroorzaakte maatveranderingen

De ALDOX-processen maken de behandeling van een breed scala aan materialen mogelijk, waaronder ongelegeerde en laaggelegeerde staalsoorten, gereedschapsstaal, gietmaterialen en sinterijzer. De behandelde werkstukken zijn perfect geschikt voor gebruik in de auto-industrie, maar ook in de machine- en installatietechniek.

Oxideren is een nabehandeling die werkstukken na het nitreren van een oxidelaag voorziet waardoor tal van eigenschappen merkbaar verbeteren. Het proces wordt uitgevoerd door zuurstof toe te voegen bij een temperatuur tot 570 °C.
 
Tijdens het nitreren of nitrocarboneren wordt op het werkstuk een verbindingslaag van slechts enkele micrometers gevormd. Bij oxideren reageren de vrije ijzermoleculen en de ijzernitriden van deze verbindingslaag met de ingebrachte zuurstof tot stabiel ijzeroxide, dat als een maximaal 3 µm dunne oxidelaag op het oppervlak van het onderdeel wordt afgezet. Deze laag is uiterst chemisch resistent en verleent in combinatie met de verbindingslaag een hoge corrosieweerstand en andere belangrijke eigenschappen aan het werkstuk.
 
Als een naoxidatie wordt gepland, is dit de laatste processtap onmiddellijk na het nitreren. Na het oxideren mag het oppervlak niet worden bewerkt, omdat hierdoor de beschermlaag zou worden verwijderd. De vorming van een verbindingslaag tijdens het nitreren is een voorwaarde voor een succesvolle en duurzame oxidatie. De geharde verbindingslaag bestaat voornamelijk uit ijzernitride, terwijl de onderliggende diffusielaag ferriet bevat waaraan de oxidelaag minder goed kan hechten.

Aangezien oxideren een nabehandeling is van genitreerde werkstukken, zijn alle metalen die genitreerd kunnen worden geschikt. Dit omvat in principe alle gangbare giet- en sintermaterialen evenals ongelegeerde, laaggelegeerde en hooggelegeerde staalsoorten.

 

Oxideren is een goed alternatief voor bruneren en is ook mogelijk voor materialen die niet geschikt zijn om te bruneren. In vergelijking met bruneren is de beschermende werking tegen corrosie door oxideren duidelijk hoger. Volgens studies is het vergelijkbaar met de corrosiebescherming van een 10 µm dikke hardchroomlaag.
 
Naast de verbeterde mechanische eigenschappen wordt het onderdeeloppervlak ook optisch verbeterd door de grijs tot zwarte kleuring. De kleur van het oppervlak is afhankelijk van de staalkwaliteit.
 
Oxideren wordt met name aanbevolen voor genitreerde onderdelen gemaakt van laaggelegeerde materialen wanneer hoge eisen aan slijtage en corrosiebestendigheid worden gesteld. Dit zijn bijvoorbeeld onderdelen zoals hydraulische cilinders, aandrijfspindels en andere bewegende onderdelen die onderhevig zijn aan wrijving.

 

Als nabehandeling biedt oxideren een groot aantal voordelen die vooral in combinatie met nitreren een positief effect hebben op het praktische gebruik van de onderdelen:

• Hoge corrosiebescherming
• Zeer goede slijtvastheid
• Verbeterde loopeigenschappen
• Verbeterd glijden
• Optische verbetering door zwarte kleuring

 

 

U vindt Härtha in Duitsland, Italië en Nederland. In ons vestigingsoverzicht kunt u ook zien welke processen wij naast oxideren bij u in de omgeving aanbieden.

 

Gasnitreren verbetert de oppervlakken van ijzergebaseerde werkstukken die aan hoge belastingen worden blootgesteld. Gasnitreren verhoogt de vermoeiingssterkte en de slijtage- en schuurweerstand. Het wordt uitgevoerd bij lage temperaturen rond 520 °C. De vervorming is daardoor zeer laag. Een variant van gasnitreren is gasnitrocarboneren, waarbij een koolstofafgevende atmosfeer wordt gebruikt.

Bij gasnitreren ontstaan diepere lagen dan bij het Tenifer QPQ-proces (zoutbadnitrocarboneren). De behandeltijden zijn over het algemeen erg lang. Onderdelen die gevoelig zijn voor vervorming moeten daarom eerst worden voorbehandeld met spanningsarmgloeien.

Gasnitreren vormt een verbindingslaag van nitriden op de werkstukken. Een dunne laag verbetert de vermoeiingsweerstand. Dikke lagen verbeteren de slijtage- en corrosieweerstand. Opgeloste stikstofatomen en nitride vormen de diffusielaag onder de verbindingslaag. Het verlengt de levensduur van de onderdelen.

NIOX en ALDOX: Een speciale modificatie van gasnitrocarboneren met naoxidatie

Als werkstukken met gas moeten worden genitrocarbureerd en nageoxideerd in de hoogste kwaliteit, kunnen ze met het NIOX- of ALDOX-proces worden behandeld. Het oppervlak krijgt een elegante zwarte look en aanzienlijk verbeterde corrosiebescherming.

Gasnitreren biedt een bijzonder breed scala aan toepassingen omdat de werkstukken door verschillende nitreerdiepten en temperaturen een grote verscheidenheid aan eigenschappen kunnen krijgen.

De voordelen van gasnitreren op een rij

• Hogere buigsterkte en vermoeiingssterkte
• Betere slijtage- en schuurweerstand
• Lagere wrijvingscoëfficiënt
• Hoge temperatuurbestendigheid
• Betrouwbaar reproduceerbare resultaten
• Gedeeltelijke harding mogelijk
• Lage vervorming bespaart nabewerking van onderdelen

Deze tabel toont de oppervlaktehardheid die kan worden bereikt met gasnitreren voor verschillende materialen.
 
Hierbij geldt:

• Een hogere behandelingstemperatuur verlaagt de inherente hardheid van de nitreerlaag
• Een langere nitreertijd verhoogt ook de nitreerhardingsdiepte (NHD).
• Een hogere temperatuur (500 °C - 600 °C) diffundeert stikstof in dezelfde behandeltijd dieper in het materiaal
• Een hoger legeringsgehalte van het materiaal verhoogt de nitreerhardheid. Het vermindert echter ook de diepte waarin stikstof in het materiaal kan doordringen.

Gasnitreren is bijzonder geschikt voor gelegeerde materialen omdat ze nitridevormende elementen bevatten. Dit zijn bijvoorbeeld chroom, molybdeen, vanadium of aluminium. Dit geldt ook voor gereedschapsstaal (koud- en warmwerkstaal en vormstaal) en het veelgebruikte verenstaal in de auto-industrie. Geharde of reeds ontlaten materialen behalen de beste resultaten. Roestvrij staal en hogergelegeerde materialen worden daarom eerder onderworpen aan plasmanitreren.

Voorbeelden van onderdelen

• Aandrijvingen
• Kleponderdelen
• Veren
• Tandwielen
• Aandrijfassen
• Geleiderails
• Extruderschroeven
• Spoelen
• Nokkenschijven
• Hydraulische cilinders
• Smeedmatrijzen
• Buigstempels
• Matrijzen
• Spuitgietgereedschap
• Nokkenassen
• Krukassen
• Injectoren

 

Samenvatting: Welke materialen zijn geschikt?

• Nitreerstaalsoorten (gelegeerd met aluminium, chroom, molybdeen en vanadium voor hoge oppervlaktehardheid)
• Veredelstaalsoorten
• Stalen materialen
• Gegoten materialen
• Sintermaterialen

 

Wilt u bij ons werkstukken of materialen gasnitreren, 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)?

 
Voor succesvol gasnitreren moet het oppervlak van het werkstuk ook aan de volgende voorwaarden voldoen:

• Olie-, vet- en roestvrij
• Metaal blank
• Niet ontkoold of geoxideerd
• Zonder oppervlaktelagen
• Bij voorkeur zonder bestaande oppervlakteharding omdat de nitridelaag zich dan slechter kan vormen

 

Technische kengetallen:

• Temperatuur: tot 600 °C
• Ovengrootte: Diameter tot 1100 x 3300 mm
• Doorlooptijd: vanaf 12 uur
• Nitreerhardingsdiepte: tot 0,6 mm

Bij zoutbadnitreren worden werkstukken eerst met warmte behandeld bij ongeveer 350 °C. Vervolgens wordt een beschermende diffusiezone gecreëerd van gesmolten zout in een nitreerbad van 580 °C. Daarbij dringt niet alleen stikstof, maar ook koolstof door in het oppervlak van het onderdeel.

Voor de gewenste eigenschappen wordt de chemische samenstelling van het zoutbad dienovereenkomstig gereguleerd. De behandeling kan, afhankelijk van het type staal, enkele minuten tot enkele uren duren. Zodra de behandeltijd is verstreken, wordt water, olie of een polymeer gebruikt om de werkstukken af te koelen.

Nabehandeling in het oxidatiebad: Tenifer QPQ-proces

Bij het Tenifer QPQ-proces worden de werkstukken na het nitrieerbad in een oxideerbad geplaatst. Vervolgens worden de werkstukken met water afgekoeld. Tenifer zorgt voor een extreem hoge corrosiebestendigheid, die vaak zelfs galvanische coatings overtreft. Bovendien krijgen de werkstukken een elegante, zwartgemaakte oppervlakte.

De voordelen van zoutbadnitreren/zoutbadnitrocarboneren op een rij

• Betere slijtvastheid, corrosiebestendigheid
• Hogere vermoeiingsweerstand
• Hoge esthetiek van onderdelen dankzij zwarte oxidatie
• Lage vervorming bespaart nabewerking van onderdelen
• Betrouwbaar reproduceerbare resultaten
• Korte behandeltijden
• De nitreerlaag is hittebestendig tot 600 °C
• Gedeeltelijke harding mogelijk
• Ook hooggelegeerde staalsoorten en staalsoorten met een hoog chroomgehalte kunnen worden behandeld

Over het algemeen kunnen alle staalsoorten in een zoutbad worden genitreerd. Een aantal gelegeerde staalsoorten is echter bijzonder geschikt. Het proces is vooral populair in de machinebouw en auto-industrie.
 

Samenvatting: Voorbeelden van praktijktoepassingen

• Machine- en apparatenbouw
• Voertuigenbouw
• Precisietechniek
• Auto-industrie

 

Samenvatting: Welke materialen zijn geschikt?

• Stalen materialen
• Gegoten materialen
• Sintermaterialen
• Ongelegeerde materialen
• Laaggelegeerde materialen
• Middelgelegeerde materialen

Wilt u bij ons werkstukken of materialen zoutbadnitreren, 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 in het zoutbad 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.

Wij bieden moderne zoutbadnitreerprocessen aan in de volgende vestigingen: overzicht locaties

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:

• Zoutbadnitreren
• Gasnitreren 
• Plasmanitreren

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.

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.

Wij bieden moderne nitreerprocessen aan in de volgende vestigingen: overzicht locaties

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.

Bij nitrocarboneren dringen zowel stikstof als koolstof in het oppervlak van een werkstuk. Het oppervlak wordt hard, terwijl de kern zacht blijft. Bovendien wordt een dunne verbindingslaag gevormd, die een hoge mate van bescherming biedt tegen corrosie en slijtage. De onderliggende diffusielaag verbetert ook de vermoeiingssterkte.

 

Ondanks de vergelijkbare namen zijn nitrocarboneren en carbonitreren totaal verschillende processen. Carbonitreren valt onder inzetharden, aangezien er geen verbindingslaag wordt gevormd en er slechts kleine hoeveelheden stikstof worden gebruikt.

 

Drie verschillende vormen van nitrocarboneren

Er kunnen verschillende media voor nitrocarboneren worden gebruikt. Gas bij gasnitrocarboneren, een zoutbad bij zoutbadnitrocarboneren en tenslotte plasma bij plasmanitrocarboneren.

 

Gasnitrocarboneren

Laaggelegeerd en ongelegeerd staal waarvan de weerstand tegen slijtage en corrosie moet worden verbeterd, kan goed met gas worden genitrocarboneerd. Hiervoor wordt een gasmengsel gebruikt, zoals ammoniak en kooldioxide, dat zowel stikstof als koolstof afgeeft. De behandelingstemperatuur bedraagt 500 °C tot 600 °C. Door het werkstuk in een oxiderende atmosfeer te koelen, kan de corrosiebescherming verder worden verbeterd.

 

Zoutbadnitrocarboneren

Gietijzer en laag-, middel- en hooggelegeerd staal kunnen in een zoutbad worden genitrocarboneerd voor een zeer hoge slijtvastheid en corrosiebestendigheid. De werkstukken worden ondergedompeld in gesmolten zout bij temperaturen tussen 550 °C en 630 °C. Het gesmolten zout bestaat uit alkalicyanaten en alkalicarbonaten. Door het werkstuk tijdens de nabehandeling in een oxiderende atmosfeer te koelen, kan ook door dit proces de corrosiebescherming verder worden verbeterd.

 

Plasmanitrocarboneren

Hooggelegeerd staal kan met plasma worden genitrocarboneerd. Als het chroomgehalte lager is dan 13 procent, kan zowel gasnitrocarboneren als plasmanitrocarboneren worden uitgevoerd. Bij temperaturen tussen 480 en 580 °C worden de werkstukken omgeven door geïoniseerd gas. Er wordt geen passiveringslaag gevormd. Er is weinig vervorming en nabewerking is meestal niet nodig.

 

Nitreren versus nitrocarboneren

Zowel nitreren als nitrocarboneren verbeteren de slijtvastheid van een onderdeel. Met nitrocarboneren kan echter een aanzienlijk hogere oppervlaktehardheid worden bereikt. Dit maakt het oppervlak beter geschikt voor het optimaliseren van de corrosiebescherming en trillingsweerstand. Nitreren daarentegen is zeer geschikt om de slijtvastheid en de glij- en noodloopeigenschappen te verbeteren.

 

Voor- en nadelen van nitreren

• Betere slijtagebescherming (schurend, hechtend en corrosief)
• Oppervlaktegebieden kunnen nauwkeurig worden gehard
• Plasmanitreren is het meest milieuvriendelijke proces (geen gebruik van giftige gassen)
• Gedeeltelijke harding mogelijk

 

Voor- en nadelen van nitrocarboneren

• Kosteneffectiever dan carboniseren en andere processen voor oppervlakteharding
• Verbeterde bescherming tegen slijtage en corrosie
• Geoptimaliseerde glij-eigenschappen
• Hogere noodloopeigenschappen
• Weinig vervorming dankzij lage procestemperaturen, waardoor er minder nabehandeling nodig is
• Ook bulkmateriaal kan worden behandeld

 

Nitrocarboneren en nitreren zijn geschikte processen voor dezelfde materialen. Dit geldt ook voor ongelegeerd staal. Omdat het proces bijzonder kostenefficiënt is, wordt het bijvoorbeeld gebruikt in plaats van conventionele harde coatings voor ponsgereedschap.

 

Voorbeelden van onderdelen

• Schuivers
• Kogelzittingen en kogelkoppen
• Klepschachten
• Regelkleppen
• Loopwielhuizen
• Pomphuizen
• Zuigers en cilinders
• Scheidingsbakken voor maaidorsers, overslagstations en snijmachines voor de oogst
• Oliepompaandrijvingen voor dieselmotoren
• Tandwielen
• Krukassen en nokkenassen
• Persklemmen en ponsgereedschap
• Wieltrommels
• Extruders en spuitgietmachines
• Persboren, behuizingen en matrijsonderdelen
• Geleiderails voor automatische pistolen

De onderstaande tabel toont de oppervlaktehardheden die bij het nitrocarbureren voor verschillende materialen kunnen worden bereikt.

 

Hierbij geldt: 

• Een hogere behandelingstemperatuur verlaagt de inherente hardheid van de nitreerlaag
• Een langere nitreertijd verhoogt ook de nitreerhardingsdiepte (NHD).
• Een hogere temperatuur (480 °C - 630 °C) diffundeert stikstof in dezelfde behandeltijd dieper in het materiaal
• Een hoger legeringsgehalte van het materiaal verhoogt de nitreerhardheid. Het vermindert echter ook de diepte waarin stikstof in het materiaal kan doordringen.

Wilt u bij ons werkstukken of materialen nitrocarboneren, 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.

In het NIOX-proces wordt het nitrocarboneren gevolgd door het na-oxideren van de werkstukken. De verbindingslaag die in de eerdere stap wordt gevormd, wordt gedeeltelijk omgezet in een oxidelaag door deze in een oxiderende omgeving te houden en af te koelen. Deze laag verhoogt bovendien de corrosiebestendigheid van het materiaaloppervlak.

Beim Aldox-Verfahren werden im Vergleich zum NIOX-Verfahren eine Zwischenbehandlung und ein zusätzlicher Oxidationsprozess durchgeführt. So wird der Korrosionsschutz noch weiter erhöht.

Vooral materialen van laaggelegeerd staal hebben baat bij een NIOX- of ALDOX-behandeling. Aangezien onderdelen van deze materialen vaak zwaar worden belast (tandwielspoelen, hydraulische cilinders enz.), vereisen ze een bijzonder hoge bescherming tegen slijtage en corrosie.

 

De voordelen van het NIOX-proces op een rij

• Hoogste corrosiebestendigheid onder de nitreerprocessen
• Hogere slijtvastheid
• Betere vermoeiingssterkte
• Betere weerstand tegen tribologische en dynamische mechanische belastingen.
• Geoptimaliseerde glij-eigenschappen
• Gereduceerde koudoplassingen
• Bestand tegen wisselende temperaturen en extreem koude temperaturen
• Hoge esthetiek
• Ook bulkmateriaal kan behandeld worden

 

Bijkomend voordeel van het ALDOX-proces

Het ALDOX-proces biedt een nog betere corrosiebescherming, maar is ook duurder dan het NIOX-proces.

Overal waar coatings worden gebruikt (gegalvaniseerd, verchroomd, gefosfateerd, gebruneerd...) vormen nitrocarboneren en oxideren een aantrekkelijk en krachtig alternatief.
 

Voorbeelden van onderdelen

• Hydraulische onderdelen
• Hydraulische cilinders en zuigers
• Transportschroeven
• Pompwielen en behuizingen
• Gereedschap en gereedschaphouders
• Kleppen
• Spuitkoppen
• Terugslagkleppen
• Tandwielen en tandwielen
• Vormstukken, vormgereedschappen, stempels en matrijzen
• Motoronderdelen
• Nokkenassen en krukassen
• Transmissieonderdelen
• Spoelen
• Assen
• Naven
• Koppelingen

Plasmanitreren is een warmtebehandeling waarbij de oppervlaktelaag van een materiaal chemisch wordt getransformeerd. Daarbij dringt stikstof in het materiaal en worden nitriden gevormd. Plasmanitreren en plasmanitrocarboneren leveren betrouwbaar reproduceerbare resultaten op en zijn superieur aan andere nitreerprocessen, vooral op het gebied van milieu en energie. Het gebruik van giftige gassen kan achterwege blijven en het energieverbruik ligt aanzienlijk lager.

Dit komt ook doordat dit hardingsproces wordt uitgevoerd bij lage temperaturen tussen 350 en 600 °C. Ook vervorming van de werkstukken wordt geminimaliseerd, waardoor tijdrovende nabewerking achterwege kan blijven en verdere kostenbesparingen mogelijk zijn.

Plasmanitreren verbetert ook aanzienlijk een aantal eigenschappen van het werkstuk, zoals levensduur, corrosiebescherming, vermoeiingssterkte en slijtvastheid. Ook een gedeeltelijke behandeling is probleemloos mogelijk. Het proces is ook geschikt voor latere PVD/CVD-coatings met individuele hardheidseigenschappen, omdat het indien nodig een diffusielaag zonder verbindingslaag op het materiaaloppervlak kan vormen.

Het proces is ook bekend onder de namen ionitreren, puls-plasmanitreren, koudnitreren of plasmaharden.

 

 

INFO: HLX-1 – Proces voor speciale oppervlaktebescherming HLX-1 is een diffusieproces voor de behandeling van oppervlakken van onderdelen en gereedschappen. HLX-1 vormt een beschermlaag die ideaal is voor gestructureerde en gepolijste oppervlakken. De vervorming is bovendien extreem laag.

 

De voordelen van plasmanitreren op een rij

• Verbeterde bescherming tegen slijtage en corrosie
• Hoge trillingsbestendigheid
• Minder brosse en poreuze lagen in vergelijking met zoutbadnitreren en gasnitreren
• Aanpasbare gelaagdheid
• Minder vervorming dankzij lage procestemperaturen en dus minder nabewerking van de onderdelen
• Gedeeltelijke harding is mechanisch mogelijk of door aanbrengen van een beschermpasta
• Geen nareiniging omdat onderdelen in het plasma worden gereinigd en het oppervlak wordt geactiveerd
• Korte behandelingstijden in vergelijking met gasnitreren
• Gelegeerd staal en roestvrij staal kunnen goed worden behandeld

Plasmanitreren vindt plaats in een vacuüm. Daarbij wordt een elektrisch veld gegenereerd. De werkstukken fungeren als kathode en de ovenwand als anode. Het toegevoegde gasmengsel wordt door het elektrische veld geïoniseerd en omsluit de werkstukken. Er vormen zich stikstofrijke nitriden, die afbreken en het oppervlak verrijken met stikstof.
 
Het oppervlak wordt geactiveerd en de werkstukken worden verhit. Op staalsoorten, zoals roestvrij staal, worden passieve lagen opgelost. Over het algemeen wordt het oppervlak fijngereinigd omdat het proces vreemde atomen afstoot.
 
De behandelingstemperatuur is afhankelijk van het soort materiaal en de gewenste nitreerhardingsdiepte. De daaropvolgende verblijftijd ligt tussen 12 en 50 uur. Om de druk na de behandeling gelijk te maken, wordt de oven met gas gevuld. De werkstukken koelen af.
 

 

Plasmanitreren is een van de meest flexibele en beste nitreerprocessen. Het is in principe geschikt voor elk ijzerhoudend materiaal, dat op verschillende manieren van de behandeling profiteert.

• Bouwstaal: hogere bescherming tegen slijtage en corrosie
• Sintermaterialen: de loopeigenschappen en slijtagebescherming worden verbeterd ondanks porositeit
• Gelegeerd staal (hoog chroom- en aluminiumgehalte): verbetert onderdelen die zwaar worden belast.
• De nitreerlaag bestaat aan het oppervlak uit de verbindingslaag. Deze laag bestaat uit ijzernitriden en is, anders dan bij gasnitreren, compacter en poriënarm. Hieronder bevindt zich de diffusielaag die uit het materiaal en neergeslagen nitriden bestaat.

 

Voorbeelden van onderdelen

• Transmissieassen, krukassen en nokkenassen
• Naafpennen
• Kleponderdelen
• Extruderschroeven
• Gegoten gereedschappen
• Smeedmatrijzen
• Gereedschappen voor koudvormen
• Injectoren
• Plastic spuitgereedschappen
• Lange assen
• Assen
• Koppelingen en motoronderdelen

De nitreerlaag bestaat aan het oppervlak uit de verbindingslaag. Deze laag bestaat uit ijzernitriden en is, anders dan bij gasnitreren, compacter en poriënarm. Hieronder bevindt zich de diffusielaag, die uit het materiaal en neergeslagen nitriden bestaat.
 
Wanneer nitreerstaal of hooggelegeerd staal met veel nitridevormende elementen wordt gebruikt, neemt de te bereiken oppervlaktehardheid in dezelfde mate toe (tot 800-1200 HV in vergelijking met 250-300 HV voor ongelegeerd staal en 600-700 HV voor laaggelegeerd staal). Als karakteristieke waarde voor de nitreerhardheidsdiepte (NHD) geldt de oppervlakteafstand bij een kernhardheid van +50 HV. Dat is tot 0,6 mm voor ongelegeerd en laaggelegeerd staal en tot 0,15 mm voor hooggelegeerd staal en roestvast staal. Invloedsfactoren zijn het gebruikte staal en de duur en de temperatuur van de behandeling.
 

Er zijn varianten en uitgebreidere processen van plasmanitreren, waarvan het gebruik afhankelijk van de behoefte wordt aanbevolen:

• Plasmanitrocarboneren: voor bijzonder dikke verbindingslagen
• Na-oxidatie: verhoogt de corrosiebescherming bij laag- en middelgelegeerde materialen

De volgende resultaten tonen het effect van plasmanitreren op veelgebruikte materialen. Er zijn standaard en langdurige behandelingen gebruikt. De nitreerhardingsdiepte (NHD) en de dikte van de verbindingslaag (VL) kunnen door speciale behandelingen naar boven en beneden worden beïnvloed.