ALDOX bietet eine außergewöhnlich hohe Korrosionsbeständigkeit und verleiht Ihren Werkstücken eine edle anthrazitfarbene bis schwarze Oberfläche. Es ist eine umweltfreundliche Alternative zu den üblichen Korrosionsschutzprozessen wie Vernickeln, Verchromen oder Salzbadnitrieren.
 
Wir nutzen ALDOX für anspruchsvollste technische Bauteile – sei es als Einzelteil, in Sondergrößen oder in Form einer Serienproduktion. Gerne stehen wir Ihnen für ein persönliches und unverbindliches Beratungsgespräch zur Verfügung, um Ihre individuellen Anforderungen bestmöglich zu erfüllen.

Der Prozessablauf beim ALDOX-S-Verfahren ist nahezu identisch mit dem NIOX-Verfahren. Wir haben aber Parameter wie Temperatur, Gaszusammensetzung und Schichtaufbau angepasst, um im Salzsprühnebeltest ein optimales Ergebnis zu erzielen. So wird zum Beispiel nach dem Nitrieren die Temperatur auf Oxidiertemperatur abgesenkt.

Auf diese Weise entsteht an der Bauteiloberfläche eine 0,5 bis 2 μm dicke, dichte Oxidschicht aus Eisenoxid Fe3O4. Die Kombination aus der Nitrierschicht (Verbindungsschicht) und Oxidschicht bestimmt maßgeblich die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit.

Verfahrensablauf ALDOX-S

ALDOX-P unterscheidet sich gegenüber ALDOX-S durch eine zusätzliche Zwischenbehandlung und einen weiteren Oxidationsprozess. Dadurch entsteht an der Bauteiloberfläche eine 1 bis 3 μm dicke, gut haftende Oxidschicht aus Eisenoxid Fe3O4. Die Kombination der Nitrierschicht als Verbindungsschicht mit dieser Oxidschicht führt zu einer signifikanten Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des behandelten Werkstücks.

An das optimierte Nitrocarburieren wird eine Nachoxidation der Werkstücke angeschlossen. Die im vorherigen Schritt erzeugte Verbindungsschicht wird dabei durch Halten und Abkühlen in einer oxidierenden Umgebung teilweise in eine Oxidschicht umgewandelt. Im Anschluss folgt erneut ein kompletter Oxidationsprozess (Erwärmen, Oxidieren und Abkühlen). Dadurch erhalten die Werkstücke eine zusätzliche Oxidschicht.

Verfahrensablauf ALDOX-P

• Höhere Oberflächenhärte
• Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit
• Anhebung des Verschleißwiderstandes
• Hervorragende Reib- und Gleiteigenschaften
• Hohe Reproduzierbarkeit
• Ansprechende dunkelgraue bis schwarze Färbung
• Umweltfreundliche Methode
• Nur geringfügige Zunahme der Oberflächenrauheit
• Hohe Maßhaltigkeit
• Durch Fertigung verursachte Maßänderungen können berücksichtigt werden

Die ALDOX-Verfahren ermöglichen die Behandlung einer breiten Palette von Werkstoffen, darunter unlegierte und niedrig legierte Stähle, Werkzeugstähle, Gusswerkstoffe sowie Sintereisen. Die behandelten Werkstücke eignen sich perfekt zum Einsatz in der Automobilindustrie sowie in Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus.

Das Oxidieren ist eine Nachbehandlung, die Werkstücke nach dem Nitrieren mit einer Oxidschicht versieht und dadurch verschiedenste Eigenschaften spürbar verbessert. Das Verfahren erfolgt durch die Zugabe von Sauerstoff bei einer Temperatur von bis zu 570 °C.
 
Beim Nitrieren oder Nitrocarburieren hat sich auf dem Werkstück eine nur wenige Mikrometer dünne Verbindungsschicht gebildet. Bei der Oxidation reagieren die freien Eisenmoleküle sowie die Eisennitride dieser Verbindungsschicht mit dem eingeleiteten Sauerstoff zu stabilem Eisenoxid, das sich als maximal 3 µm dünne Oxidschicht auf der Oberfläche des Bauteils ablagert. Diese Schicht ist chemisch äußerst widerstandsfähig und verleiht dem Werkstück im Zusammenspiel mit der Verbindungsschicht eine hohe Korrosionsbeständigkeit sowie andere wichtige Eigenschaften.
 
Ist eine Nachoxidation geplant, bildet sie den letzten Verfahrensschritt unmittelbar nach dem Nitrieren. Eine Bearbeitung der Oberfläche darf nach dem Oxidieren nicht mehr erfolgen, da dadurch die Schutzschicht abgetragen würde. Die Ausbildung einer Verbindungsschicht beim Nitrieren ist Voraussetzung für eine erfolgreiche und haltbare Oxidation. Denn die gehärtete Verbindungsschicht besteht vorwiegend aus Eisennitrid, während die darunter liegende Diffusionsschicht Ferrit enthält, auf dem die Oxidschicht wesentlich schlechter haftet.

Da es sich beim Oxidieren um eine Nachbehandlung nitrierter Werkstücke handelt, eignen sich alle Metalle, die nitriert werden können. Dazu gehören im Prinzip alle gängigen Guss- und Sinterwerkstoffe sowie unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Stähle.

 

Oxidieren ist eine gute Alternative zum Brünieren und ist auch bei Werkstoffen möglich, die sich nicht zum Brünieren eignen. Im Vergleich zum Brünieren ist die Schutzwirkung gegen Korrosion durch Oxidieren deutlich höher. Laut Untersuchungen ist sie mit dem Korrosionsschutz einer 10 µm dicken Hartchrom-Beschichtung vergleichbar.
 
Zusätzlich zu den verbesserten mechanischen Eigenschaften wird die Bauteiloberfläche durch die graue bis schwarze Färbung auch optisch aufgewertet. Welche Farbe die Oberfläche annimmt, hängt von der Stahlqualität ab.
 
Oxidieren ist vor allem für nitrierte Teile aus niedrig legierten Werkstoffen empfehlenswert, sofern die Anforderungen in einer hohen Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit liegen. Zu diesen Bauteilen zählen beispielsweise Hydraulikzylinder, Getriebespindel und andere bewegliche und durch Reibung belastete Bauteile.

 

Als Nachbehandlung bietet Oxidieren verschiedenste Vorteile, die sich vor allem in Kombination mit einer Nitrierung auf den praktischen Einsatz der Bauteile positiv auswirken:

• hoher Korrosionsschutz
• sehr guter Verschleißwiderstand
• verbesserte Laufeigenschaften
• verbesserte Gleitfähigkeit
• optische Aufwertung durch Schwarzfärbung

 

 

Sie finden Härtha in Deutschland, Italien und den Niederlanden. In unserer Standortübersicht erfahren Sie, wo Sie Härtha in Ihrer Nähe finden.

 

Gasnitireren verbessert die Oberflächen von eisenbasierten Werkstücken, die hohen Belastungen ausgesetzt sind. Gasnitrieren erhöht die Dauerfestigkeit sowie Verschleiß- und Fressverschleißbeständigkeit. Es wird bei niedrigen Temperaturen um die 520 °C durchgeführt. Der Verzug ist dadurch sehr gering. Eine Variante des Gasnitrierens ist das Gasnitrocarburieren, bei dem eine kohlenstoffspendende Atmosphäre eingesetzt wird.
 
Beim Gasnitrieren werden tiefere Schichten erzeugt als beim Tenifer-QPQ-Verfahren (Salzbadnitrocarburieren). Die Behandlungszeiten sind zum Teil sehr lang. Bauteile, die für Verzug empfindlich sind, sollten vorher mit einem Spannungsarmglühen vorbehandelt werden.
 
Gasnitrieren bildet auf den Werkstücken eine Verbindungsschicht aus Nitriden. Eine dünne Schicht verbessert den Ermüdungswiderstand. Dicke Schichten verbessern den Verschleiß- und Korrosionswiderstand. Gelöste Stickstoffatome und Nitridausscheidungen bilden die unter der Verbindungsschicht liegende Diffusionsschicht. Sie verlängert die Lebensdauer der Bauteile.
 

NIOX und ALDOX: Eine spezielle Modifikation des
Gasnitrocarburierens mit Nachoxidation

Sollen Werkstücke in höchster Qualität gasnitrocarburiert und nachoxidiert werden, können diese mit dem NIOX- oder ALDOX-Verfahren behandelt werden. Die Oberfläche erhält eine edle schwarze Optik und einen noch einmal deutlich verbesserten Korrosionsschutz.
 
Gasnitrieren bietet ein besonders breites Anwendungsspektrum, da durch unterschiedliche Nitriertiefen und Temperaturen den Werkstücken unterschiedlichste Eigenschaften verliehen werden können.
 

Die Vorteile des Gasnitrierens auf einen Blick

• Höhere Biegewechsel- und Dauerfestigkeit
• Bessere Verschleiß- und Fressverschleißbeständigkeit
• Geringerer Reibungskoeffizient
• Hohe Temperaturbeständigkeit
• Zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse
• Partielles Härten möglich
• Geringer Verzug erspart Nachbearbeitung der Bauteile

Welche Oberflächenhärten beim Gasnitrieren für verschiedene Werkstoffe erreicht werden können, zeigt die Werkstofftabelle unten.
 
Hierbei gilt:

• Durch eine höhere Behandlungstemperatur verringert sich die Eigenhärte der Nitrierschicht
• Durch eine höhere Nitrierdauer erhöht sich auch die Nitrierhärtetiefe (Nht.)
• Durch eine höhere Temperatur (500 °C – 600 °C) diffundiert Stickstoff in der gleichen Behandlungszeit tiefer in das Material
• Durch einen höheren Legierungsgehalt des Werkstoffs erhöht sich die Nitrierhärte. Jedoch verringert sich auch, wie tief Stickstoff in das Material eindringen kann.

Gasnitrieren eignet sich besonders für legierte Werkstoffe, da sie nitridbildende Elemente enthalten. Das sind zum Beispiel Chrom, Molybdän, Vanadium oder Aluminium. Darunter fallen Werkzeugstähle (Kalt- und Warmarbeitsstähle sowie Formstähle) und der in der Automobilbranche häufig verwendete Federstahl. Gehärtete oder bereits angelassene Werkstoffe erzielen die besten Ergebnisse. Rostfreier Stahl und höher legierte Werkstoffe werden eher plasmanitriert.
 
Typische Anwendungen sind:

• Getriebe
• Ventilkomponenten
• Federn
• Zahnräder
• Antriebswellen
• Führungsleisten
• Extruderschnecken
• Spindeln
• Kurvenscheiben
• Hydraulikzylinder
• Schmiedegesenke
• Biegestempel
• Matrizen
• Spritzgusswerkzeuge
• Nockenwellen
• Kurbelwellen
• Einspritzdüsen

 

Zusammenfassung: Welche Werkstoffe sind geeignet?

• Nitrierstähle (für eine hohe Oberflächenhärte mit Aluminium, Chrom, Molybdän und Vanadium legiert)
• Vergütungsstähl
• Stahlwerkstoff
• Gusswerkstoffe
• Sinterwerkstoffe

 

Wenn Sie bei uns Werkstücke oder -stoffe gasnitrieren möchten, beraten wir Sie gerne über das beste Vorgehen. Folgende Checkliste hilft uns dabei.

• Welcher Werkstoff soll behandelt werden und in welchem Zustand befindet er sich?
• Wie hoch ist die Sollhärte (inkl. Toleranzbereich in HV)?
• Was ist die gewünschte Nitrierhärtetiefe (inkl. Toleranzbereich in mm)?
• Ggf. welche Bereiche sollen nitriert werden und wo kann eine Messung der Härte erfolgen?
• Ggf. wie dick soll die Verbindungsschicht sein (inkl. Toleranzbereich in μm)?

 
Für ein erfolgreiches Gasnitrieren muss die Oberfläche des Werkstücks darüber hinaus folgende Bedingungen erfüllen:

• Öl-, fett, und rostfrei
• Metallisch blank
• Weder entkohlt noch oxidiert
• Ohne Randschichten
• Bestenfalls keine bestehenden Oberflächenverfestigungen, da sich dann die Nitrierschicht schlechter ausbilden kann

 

Technische Kennzahlen unserer Anlagen:

• Temperatur: bis 600 °C
• Ofengröße: Querschnitt bis 1.100 mm X 3.300 mm
• Durchlaufzeit: ab 12 Stunden
• Nitrierhärtetiefe: bis 0,6 mm

Beim Salzbadnitrieren erhalten Werkstücke erst eine Wärmebehandlung bei etwa 350 °C. Anschließend wird eine schützende Diffusionszone in einem 580 °C heißem Nitrierbad aus Salzschmelze erzeugt. Dabei dringt nicht nur Stickstoff, sondern auch Kohlenstoff in die Bauteiloberfläche mit ein.
 
Für die gewünschten Eigenschaften wird der Cyanid-Cyanat-Gehalt der Salzschmelze entsprechend gesteuert. Die Behandlung kann je nach Art des Stahls wenige Minuten und einige Stunden dauern. Ist die Behandlungsdauer abgelaufen, wird Wasser, Öl oder ein Polymer benutzt, um die Werkstücke abzuschrecken.
 

Nachbehandlung im Oxidierbad: Tenifer-QPQ-Verfahren

Beim Tenifer QPQ-Verfahren kommen Werkstücke nach dem Nitrierbad in ein Oxidierbad. Bei 380 °C wird den Werkstücken anhaftendes Cyanid neutralisiert. Dieser Prozess dauert zwischen 10-15 Minuten. Die Werkstücke werden im Anschluss mit Wasser abgeschreckt. Tenifern erzeugt eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit, die oft auch galvanische Randschichten übertrifft. Die Werkstücke erhalten zudem eine edle geschwärzte Oberfläche.
 

Die Vorzüge des Salzbadnitrierens/Salzbadnitrocarburierens auf einen Blick

• Bessere Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit
• Höherer Ermüdungswiderstand
• Hohe Ästhetik der Bauteile dank schwarzfärbender Oxidation
• Geringer Verzug erspart Nachbearbeitung der Bauteile
• Zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse
• Kurze Behandlungszeiten
• Die Nitrierschicht ist bis 600°C wärmebeständig
• Partielles Härten möglich
• Auch hochlegierte und hochchromhaltiger Stahl kann behandelt werden

Allgemein können alle Stahlsorten salzbadnitriert werden. Eine Reihe legierter Stähle sind jedoch besonders gut geeignet. Das Verfahren ist vor allem im Maschinenbau und der Automobilbranche beliebt.
 

Zusammenfassung: Typische Praxisanwendungen

• Maschinen- und Gerätebau
• Fahrzeugbau
• Feinwerktechnik
• Automobilindustrie

 

Zusammenfassung: Welche Werkstoffe sind geeignet?

• Stahlwerkstoffe
• Gusswerkstoffe
• Sinterwerkstoffe
• Unlegierte Werkstoffe
• Niedriglegierte Werkstoffe
• Mittellegierte Werkstoffe

Wenn Sie bei uns Werkstücke oder -stoffe salzbadnitrieren möchten, beraten wir Sie gerne über das beste Vorgehen. Anhand folgender Checkliste können Sie den Auftrag bereits Ihrerseits vorbereiten.

 
• Welcher Werkstoff soll behandelt werden und in welchem Zustand befindet er sich?
• Wie hoch ist die Sollhärte (inkl. Toleranzbereich in HV)?
• Was ist die gewünschte Nitrierhärtetiefe (inkl. Toleranzbereich in mm)?
• Ggf. welche Bereiche sollen salzbadnitriert werden und wo kann eine Messung der Härte erfolgen?
• Ggf. wie dick soll die Verbindungsschicht sein (inkl. Toleranzbereich in μm)?

Hinweis:
Um die Verbindungsschicht und/oder Nitrierhärtetiefe zu ermitteln, nutzen wir eine von uns gestellte Probe. Für konkret auf Ihren Auftrag bezogene Messungen, müssen Sie uns ein für die Härtung vorgesehenes Referenz-Bauteil zur Verfügung stellen.

Welche Oberflächenhärten erreicht werden können, sehen Sie in der Werkstofftabelle:
 
Der verwendete Werkstoff entscheidet schlussendlich über die maximale Härte. Alle Angaben ohne Gewähr.
 
PDF
 
https://www.lingenhoele.at/wp-content/uploads/Lingenhoele_Werkstoffkennwerte_Nitrieren.pdf

Wir bieten moderne Salzbadnitrier-Verfahren an folgenden Standorten an: zum Standortübersicht

Nitrieren (oder Aufsticken) führt Werkstücken Stickstoff zu, in denen sich daraufhin Nitride bilden. Der Stickstoff dringt in das Werkstück ein und bildet an der Oberfläche eine harte Verbindungsschicht aus Eisennitriden. Darunter folgt die Diffusionszone. Hier lagert sich Stickstoff in die Metallmatrix des Werkstücks ein und erhöht so die Dauerschwingfestigkeit. Nitrierstähle erreichen besonders gute Werte.
 
Zum Nitrieren werden Temperaturen zwischen 500 °C und 580 °C benötigt. Behandlungszeiten variieren zwischen einer und hundert Stunden. Die Stärke der Verbindungsschicht und die Ausprägung der Porensäume hängen von der Behandlungstemperatur und -zeit ab. Um die Nitrierhärtetiefe (Nht.) der Behandlung zu definieren, wird die Grenzhärte hinzugezogen, die 50 HV höher als die Kernhärte des Werkstückes ist.
 
Durch Oxidation kann die Korrosionsbeständigkeit der Schicht weiter verbessert werden. Sind spätere Beschichtungen (galvanisch oder chemisch) geplant, kann auch ohne Verbindungsschicht nitriert werden.
 
Das Verfahren grenzt sich vom Nitrocarburieren ab, bei dem zusätzlich Kohlenstoff zum Einsatz kommt.
 

Grafische Darstellung: Aufbau und Funktionsweise

 

 
Die drei verbreitetsten Nitrier-Verfahren sind:

• Salzbadnitrieren
• Gasnitrieren 
• Plasmanitrieren

Jedes dieser Verfahren erlaubt auch ein partielles Nitrieren. Beim Salzbadnitrieren werden hierfür die Werkstücke nur teilweise in das Nitrierbad eingetaucht. Beim Plasmanitrieren geschieht dies durch Auftragen einer Schutzpaste oder mechanisch.
 

Die Vorzüge des Nitrierens auf einen Blick

• Verbesserte Härte der Oberfläche
• Geringerer Verschleiß
• Hohe Korrosionsbeständigkeit
• Geringerer Reibungskoeffizient
• Die Nitrierschicht ist bis 600 °C wärmebeständig
• Partielles Härten möglich
• Viele mögliche Anwendungen, da fast jeder Stahl nitriert werden kann. Legierte Stähle eignen sich jedoch am besten.

Fast alle Guss-, Sinterwerkstoffe und Stahlsorten können nitriert werden.

Legierte Stähle erzielen bessere Ergebnisse als unlegierte Stähle. Bei Letzteren kann die Werkstoffoberfläche spröde statt hart werden. Niedrig oder unlegierter Stahl wird daher stattdessen nitrocarburiert. Durch dieses Verfahren bildet sich eine Verbindungsschicht, die den Verschleiß- und Korrosionsschutz erhöht. Die Verbindungsschicht kann zusätzlich nachoxidiert werden. So entsteht eine weitere dünne Oxidschicht im Bereich von 1 – 3 µm Dicke für einen noch besseren Schutz.

Legierungselemente wie Molybdän, Titan, Chrom oder Aluminium lassen in Reaktion mit Stickstoff hingegen besonders harte Nitride entstehen. Stähle mit einem besonders hohen Anteil dieser Elemente werden daher auch Nitrierstahl genannt.

Dazu zählen:

• 1.8519 (31CrMoV9)
• 1.8515 (31CrMo12)
• 1.8550 (34CrAINi7)
• 1.8507 (34CrAlMo5)

Verschiedene Verfahren im Vergleich finden sie unten in der Tabelle.

Wir bieten moderne Nitrier-Verfahren an folgenden Standorten an: zum Standortübersicht

Wenn Sie Ihre Bauteile bei uns nitrieren möchten, beraten wir Sie gerne über das beste Vorgehen. Anhand folgender Checkliste können Sie den Auftrag vorbereiten.

• Welcher Werkstoff soll behandelt werden und in welchem Zustand befindet er sich?
• Wie hoch ist die Sollhärte (inkl. Toleranzbereich in HV)?
• Was ist die gewünschte Nitrierhärtetiefe (inkl. Toleranzbereich in mm)?
• Ggf. welche Bereiche sollen nitriert werden und wo kann eine Messung der Härte erfolgen?
• Ggf. wie dick soll die Verbindungsschicht sein (inkl. Toleranzbereich in μm)?

Um die Verbindungsschicht und Nitrierhärtetiefe zu ermitteln, nutzen wir eine Probe. Stellen Sie uns dafür bitte ein Referenzteil zur Verfügung.

Beim Nitrocarburieren dringen sowohl Stickstoff als auch Kohlenstoff in die Oberfläche eines Werkstücks ein. Die Oberfläche wird hart, während der Kern weich bleibt. Zudem wird eine dünne Verbindungsschicht gebildet, die einen hohen Korrosions- und Verschleißschutz bietet. Die darunter liegende Diffusionsschicht verbessert zusätzlich die Dauerfestigkeit.

 

Trotz ähnlicher Namen handelt es sich bei Nitrocarburieren und Carbonitrieren um völlig unterschiedliche Verfahren. Carbonitrieren zählt zum Einsatzhärten, da es keine Verbindungsschicht bildet und nur kleine Mengen Stickstoff eingesetzt werden.

 

Drei unterschiedliche Arten der Nitrocarburierung

Zum Nitrocarubieren können unterschiedliche Medien verwendet werden. Gas beim Gasnitrocarburieren, ein Salzbad beim Salzbadnitrocarburieren und schließlich Plasma beim Plasmanitrocarburieren.

 

Gasnitrocarburieren

Niedrig- und unlegierter Stahl, dessen Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit verbessert werden soll, kann gut gasnitrocarburiert werden. Dazu wird ein Gasgemisch wie zum Beispiel Ammoniak und Kohlendioxid verwendet, das sowohl Stickstoff als auch Kohlenstoff abgibt. Die Behandlungstemperatur beträgt 500 °C bis 600 °C. Wird das Werkstück in einer oxidierenden Atmosphäre abgekühlt, kann der Korrosionsschutz weiter verbessert werden.

 

Salzbadnitrocarburieren

Gusseisen sowie niedrig-, mittel- und hochlegierter Stahl kann für eine sehr hohe Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit salzbadnitrocarburiert werden. Bei Temperaturen zwischen 550 °C und 630 °C werden die Werkstücke dafür in eine Salzschmelze getaucht. Diese besteht aus Alkalicyanaten sowie Alkalicarbonaten. Wird das Werkstück bei einer Nachbehandlung in einer oxidierenden Atmosphäre abgekühlt, kann auch hier der Korrosionsschutz weiter verbessert werden.

 

Plasmanitrocarburieren

Hochlegiertert Stahl kann plasmanitrocarburiert werden. Liegt der Chromgehalt unter 13 %, kann sowohl gasnitrocarburiert als auch plasmanitrocarburiert werden. Bei Temperaturen zwischen 480 °C und 580 °C werden die Werkstücke von ionisiertem Gas umschlossen. Es bildet sich keine Passivierungsschicht. Der Verzug ist gering und eine Nachbearbeitung in der Regel nicht nötig.

 

Nitrieren vs. Nitrocarburieren

Sowohl Nitrieren als auch Nitrocarburieren verbessern die Verschleißfestigkeit eines Bauteils. Beim Nitrocarburieren kann jedoch eine deutlich höhere Oberflächenhärte erzielt werden. Dadurch eignet es sich besser, um den Korrosionsschutz und die Schwingfestigkeit zu optimieren. Nitrieren wiederum eignet sich gut, um Verschleißfestigkeit sowie Gleit- und Notlaufeigenschaften zu verbessern.

 

Vor- und Nachteile Nitrieren

• Besserer Verschleißschutz (abrasiv, adhäsiv und korrosiv)
• Randzonen können exakt gehärtet werden
• Plasmanitrieren ist das umweltschonendste Verfahren (kein Einsatz giftiger Gase)
• Partielles Härten möglich

 

Vor- und Nachteile Nitrocarburieren

• Kosteneffizienter als Aufkohlen und andere Oberflächenhärteverfahren
• Verbesserter Verschleiß- und Korrosionsschutz
• Optimierte Gleiteigenschaften
• Höhere Notlaufeigenschaften
• Geringer Verzug dank niedriger Prozesstemperaturen spart Nachbehandlung
• Auch Schüttgut kann behandelt werden

 

Nitrocarburieren und Nitrieren eignen sich als Verfahren für die gleichen Werkstoffe. Das umfasst auch unlegierten Stahl. Da das Verfahren besonders kosteneffizient ist, wird es zum Beispiel anstatt klassischer Hartbeschichtungen für Stanzwerkzeuge genutzt.

 

Typische Bauteile

• Schieber
• Kugelsitze und Kugelköpfe
• Ventilschäfte
• Regelventile
• Laufradgehäuse
• Pumpengehäuse
• Kolben und Zylinder
• Mähdrescher-Trennbehälter, Erntegutübergabestationen und Schneidvorrichtungen
• Ölpumpengetriebe für Dieselmotoren
• Zahnräder
• Kurbel- und Nockenwellen
• Pressbacken und Stanzwerkzeuge
• Nutentrommeln
• Extruder und Spritzgießmaschinen
• Pressbohrer, Gehäuse und Pressformenkomponenten
• Führungsschienen für automatische Handfeuerwaffen

Welche Oberflächenhärten für verschiedene Werkstoffe beim Gasnitrocarburieren erreicht werden können, erfahren Sie in der Werkstofftabelle.

 

Hierbei gilt: 

• Durch eine höhere Behandlungstemperatur verringert sich die Eigenhärte der Nitrierschicht.
• Durch eine höhere Nitrierdauer erhöht sich auch die Nitrierhärtetiefe (Nht.).
• Durch eine höhere Temperatur (480°C – 630°C) diffundiert Stickstoff in der gleichen Behandlungszeit tiefer in das Material.
• Durch einen höheren Legierungsgehalt des Werkstoffs erhöht sich die Nitrierhärte. Jedoch verringert sich auch, wie tief Stickstoff in das Material eindringen kann.

Wenn Sie bei uns Werkstücke oder -stoffe nitrocarburieren möchten, beraten wir Sie gerne über das beste Vorgehen. Anhand folgender Checkliste können Sie den Auftrag bereits Ihrerseits vorbereiten.

• Welcher Werkstoff soll behandelt werden und in welchem Zustand befindet er sich?
• Wie hoch ist die Sollhärte (inkl. Toleranzbereich in HV)?
• Was ist die gewünschte Nitrierhärtetiefe (inkl. Toleranzbereich in mm)?
• Ggf. welche Bereiche sollen nitriert werden und wo kann eine Messung der Härte erfolgen?
• Ggf. wie dick soll die Verbindungsschicht sein (inkl. Toleranzbereich in μm)?

Hinweis:
Um die Verbindungsschicht und/oder Nitrierhärtetiefe zu ermitteln, nutzen wir eine von uns gestellte Probe. Für konkret auf Ihren Auftrag bezogene Messungen, müssen Sie uns ein für die Härtung vorgesehenes Referenz-Bauteil zur Verfügung stellen.

Beim NIOX-Verfahren wird an das Nitrocarburieren eine Nachoxidation der Werkstücke angeschlossen. Die im vorherigen Schritt erzeugte Verbindungsschicht wird dabei durch Halten und Abkühlen in einer oxidierenden Umgebung teilweise in eine Oxidschicht umgewandelt. Diese Schicht erhöht zusätzlich die Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffoberfläche.

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

Besonders Werkstoffe aus niedrig legiertem Stahl profitieren von einer NIOX- oder ALDOX-Behandlung. Da Bauteile aus diesen Werkstoffen häufig stark beansprucht werden (Getriebespindeln, Hydraulikzylinder usw.), brauchen sie einen besonders hohen Verschleiß- und Korrosionsschutz.

 

Die Vorzüge des NIOX-Verfahrens auf einen Blick

• Höchste Korrosionsbeständigkeit unter den Nitrier-Verfahren
• Höhere Verschleißresistenz
• Bessere Dauerfestigkeit
• Besserer Widerstand bei tribologischen und dynamisch mechanischen Beanspruchungen
• Optimierte Gleitcharakteristik
• Reduzierte Kaltaufschweißungen
• Beständig gegenüber schwankenden Temperaturen bis in den tiefkalten Bereich
• Hohe Ästhetik
• Schüttgut ist ebenfalls behandelbar

 

Zusätzlicher Vorteil durch das ALDOX-Verfahren

Das ALDOX-Verfahren bietet einen noch besseren Korrosionsschutz, ist jedoch auch kostenintensiver als das NIOX-Verfahren.

Wenn Beschichtungen zum Einsatz kommen (galvanisch, chromatiert, phosphatiert, brüniert …) bieten Nitrocarburieren und Oxidieren eine attraktive und leistungsstarke Alternative.
 

Typische Bauteile

• Hydraulikkomponenten
• Hydraulikzylinder und Kolben
• Förderschnecken
• Pumpenräder und Gehäuse
• Werkzeuge und Werkzeughalter
• Ventile
• Düsen
• Rückstromsperren
• Zahnräder und Kettenräder
• Formen, Umformwerkzeuge, Stempel und Matrizen
• Motorteile
• Nockenwellen und Kurbelwellen
• Getriebeteile
• Spindeln
• Achsen
• Wellen
• Kupplungen

Plasmanitrieren ist eine Wärmebehandlung, bei der die Randschicht eines Werkstoffs chemisch umgewandelt wird. Dabei dringt Stickstoff in den Werkstoff ein und bildet Nitride. Plasmanitrieren und Plasmanitrocarburieren liefern zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse und sind vor allem unter Umweltschutz- und Energieaspekten anderen Nitrier-Verfahren überlegen. Auf den Einsatz giftiger Gase kann verzichtet werden und der Energieverbrauch ist deutlich reduziert.

Das liegt auch daran, dass dieses Härteverfahren bei niedrigen Temperaturen zwischen 350 °C und 600 °C durchgeführt wird. Der Verzug der Werkstücke wird ebenfalls minimiert, wodurch eine aufwändige Nachbearbeitung entfallen kann und so weitere Kosteneinsparungen möglich sind.

Plasmanitrieren verbessert zudem deutlich eine Reihe von Eigenschaften der Werkstücke, wie die Standzeit, den Korrosionsschutz sowie Dauer- und Verschleißfestigkeit. Auch eine partielle Behandlung ist problemlos möglich. Für spätere PVD/CVD-Beschichtungen mit individuellen Härteeigenschaften eignet sich das Verfahren ebenfalls, da es bei Bedarf eine Diffusionsschicht ohne Verbindungsschicht auf der Werkstoffoberfläche bilden kann.

Das Verfahren ist auch unter den Namen Ionitrieren, Puls-Plasmanitrieren, Kaltnitrieren oder Plasma-Härten bekannt.

 

 

INFO:  HLX-1 – Ein Verfahren für speziellen Oberflächenschutz
Unter HLX-1 versteht man einen Diffusionsprozess, der speziell die Oberflächen von Bauteilen und Werkzeugen behandelt. HLX-1 erzeugt eine Schutzschicht, die sich optimal für strukturierte und polierte Oberflächen eignet. Der Verzug ist zudem extrem gering.

 

Die Vorteile des Plasmanitrierens auf einen Blick

• Verbesserter Verschleiß- und Korrosionsschutz
• Hohe Schwingfestigkeit
• Im Vergleich zu Salzbadnitrieren und Gasnitrieren weniger spröde und poröse Schichten
• Anpassbarer Schichtaufbau
• Geringer Verzug dank niedriger Prozesstemperaturen erspart Nachbearbeitung der Bauteile
• Partielles Härten durch Auftrag einer Schutzpaste oder mechanisch möglich
• Keine Nachreinigung, da Bauteile im Plasma endgereinigt und oberflächenaktiviert werden
• Kurze Behandlungszeiten im Vergleich zum Gasnitrieren
• Legierte Stähle und Edelstahl können gut behandelt werden

Plasmanitrieren findet im Vakuum statt. Dabei wird ein elektrisches Feld angelegt. Die Werkstücke dienen als Kathode und die Ofenwand als Anode. Das beigegebene Gasgemisch wird durch das elektrische Feld ionisiert und umschließt die Werkstücke. Es bilden sich stickstoffreiche Nitride, die zerfallen und die Oberfläche mit Stickstoff anreichern.
 
Die Oberfläche wird aktiviert und die Werkstücke erwärmt. Auf Stählen wie Edelstahl lösen sich die Passivschichten. Allgemein wird die Oberfläche feingereinigt, da der Prozess Fremdatome absputtert.
 
Die Behandlungstemperatur ist abhängig von der Art des Werkstoffes und der gewünschten Nitrierhärtetiefe. Die anschließende Haltezeit beträgt zwischen 12 und 50 Stunden. Zum Druckausgleich nach erfolgter Behandlung wird der Ofen mit Gas geflutet. Die Werkstücke kühlen ab.
 

 

Plasmanitrieren gehört zu den flexibelsten und besten Nitrierverfahren. Es eignet sich grundsätzlich für jeden Eisenwerkstoff, der wiederum unterschiedlich von der Behandlung profitiert.

• Baustahl: höherer Verschleiß- und Korrosionsschutz
• Sinterwerkstoffe: Laufeigenschaften und Verschleißschutz werden trotz Porosität verbessert
• Legierte Stähle (hoher Chrom- und Aluminium-Anteil): Verbesserung besonders beanspruchter Bauteile
• Edelstahl: Verschleißschutz durch Standardprozesse mit maximaler Härte und Nitrierhärtetiefe, alternativ kommen Langzeit-Niedertemperatur-Prozesse für hohen Korrosionsschutz bei hoher Oberflächenhärte zum Einsatz

 

Typische Bauteile

• Getriebewellen, Kurbelwellen und Nockenwellen
• Nockenstößel
• Ventilkomponenten
• Extruderschnecken
• Druck-Guss-Werkzeuge
• Schmiedegesenke
• Werkzeuge zur Kaltumformung
• Einspritzdüsen
• Kunststoff-Spritzwerkzeuge
• Lange Wellen
• Achsen
• Kupplungen und Motorteile

Die Nitrierschicht besteht an der Oberfläche aus der Verbindungsschicht. Sie besteht aus Eisennitriden und ist anders als beim Gasnitrieren kompakter und porenärmer. Es folgt die Diffusionszone, die sich aus dem Werkstoff und ausgeschiedenen Nitriden zusammensetzt.
 
Kommt Nitrierstahl oder hochlegierter Stahl mit vielen nitridbildenden Elementen zum Einsatz, steigt im gleichen Maße auch die Oberflächenhärte, die erreicht werden kann (bis zu 800–1200 HV im Vergleich zu 250-300 HV bei unlegierten und 600-700 HV bei niedriglegiertem Stahl). Der Randabstand mit einer Kernhärte von +50 HV gilt als Kennwert für die Nitrierhärtetiefe (Nht.). Das sind bis 0,6 mm bei un- und niedriglegierten Stählen und bis 0,15 mm bei hochlegierten Stählen und Edelstahl. Einflussfaktoren sind der verwendete Stahl sowie die Dauer und Temperatur der Behandlung.
 

Es gibt Varianten und Erweiterungen des Plasmanitrierens, deren Einsatz sich je nach Anforderung empfiehlt:

• Plasmanitrocarburieren: für besonders dicke Verbindungsschichten
• Nachoxidation: steigert den Korrosionsschutz bei niedrig und mittelmäßig legierten Werkstoffen zusätzlich

Die folgenden Ergebnisse zeigen die Wirkung des Plasmanitrierens auf häufig genutzte Werkstoffe. Es kamen Standard- und Langzeitbehandlungen zum Einsatz. Die Nitrierhärtetiefe (NHT) und die Verbindungsschichtdicke (VS) können durch Sonderbehandlungen nach oben und unten beeinflusst werden.