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Plasma-Nitrocarburieren

Umweltfreundliches Pulsplasma-Nitrier- /Nitrocarburierverfahren

In unseren 3 Puls-Plasmanitrieranlagen mit modernster Technik und verschiedener Baugröße können die Bauteile nitriert / nitrocarburiert werden im Hinblick auf Verbes­serungen der tribologischen Eigenschaften wie:

  • Erhöhung der Verschleißfestigkeit
  • Erhöhung der Festigkeitseigenschaften bei wechselnder Beanspruchung
  • Steigerung des Korrosionswiderstandes

Im Prinzip wird ein nichtleitendes Gas leitfähig gemacht, d.h. ein Plasma wird erzeugt unter Hochvakuum, womit dann freie Ladungsträger zur Verfügung stehen. Die Wirkung des Niederdruckplasmas resultiert aus der Konfiguration Anode (Behälterwand) / Kathode (Bauteil) und einer programmierbaren Spannung von 300-500 Volt. Die erzielbare Strom­dichte und Intensität hängt von der Leitfähigkeit der eingesetzten Gase ab. Gegenüber den herkömmlichen Verfahren ist der Energie- und Medieneinsatz weitaus geringer. Die Temperatur wird gleichmäßiger im Rezipienten verteilt, die Temperaturgradienten an der Charge sind etwa konstant.

Im Vergleich zu den Salzbad- und Gasverfahren ergeben sich technologische Vorteile, die dem Anwender eine Steigerung seiner Werkstückfunktionen bringen hinsichtlich

  • Kompaktheit der Verbindungsschichten
  • Variation des Schichtaufbaues
  • der partiellen Behandlungen von Bauteilflächen
  • engerer Toleranzen
  • geringerer Rauigkeiten (s. Bild unter FIOX)

Es können Werkstücke bis Ø 900 mm und 2000 mm Höhe behandelt werden. Maximales Stückgewicht 1 to.

Anwendungsgebiete

Verzahnungsteile
Werkstoff:

16 MnCr,
30 CrMoV 9,
42 CrMo,
17 CrNiMo 6

Nitrierhärtetiefen:0,2 - 0,8 mm
Oberflächenhärten:600 - 900 HV1
Durch den Einsatz des Plasma-Nitrierverfahrens ergeben sich folgende Vorteile:
  • bessere Maß- und Formbeständigkeit
  • keine Nacharbeit erforderlich
  • partielle Behandlung möglich
  • geringere Fertigungskosten

Ersatz des Einsatzhärtens und Randschichthärtens

Beispiele für Wirtschaftlichkeit

PKW-Ventilfedern / Werkstoff: 1.8159; 50 CrV 4
Vorbehandlung:vergütet und angelassen bei 450°C
bisherige Behandlung:

vergütet auf
42-50 HRC

jetzige Behandlung:plasmanitriert

Behandlungs-
parameter:

T = 400°C
p = 0,4 mbar
t = 16 h

Ventilfedern in Verbrennungsmotoren benötigen eine hohe |R Dauerhubfestigkeit. Sie werden thermisch belastet und un-terliegen starkem abrasivem Verschleiß im Bereich der Fe-derführung. Durch Vergüten werden Kernfestigkeit von 50 HRC erreicht, jedoch keinen ausreichenden Verschleißschutz bieten.

Plasma-Nitrieren gestattet die Absenkung der Verfahrenstemperatur unter die Anlaßtemperatur der Federstahles. Dadurch kann ohne Beeinflussung der Kernfestigkeit die Randhärte der Federn wesentlich erhöht werden.

Durch den Einsatz des Plasmaverfahrens ergaben sich für den Anwender folgende Verbesserungen:

  • Durch die unterhalb der Anlaßtemperatur liegende Behandlungstemperatur von 400°C ist ein Nitriervorgang überhaupt erst möglich. Bad- und Gasnitrieren ist bei derartig niedrigen Temperaturen nicht möglich.
  • Große Gleichmäßigkeit der Nitrierschicht an den Innen- und Außenseiten der Federn.
  • Die Kernfestigkeit des Materials wird durch die Behandlung nicht beeinflußt.
  • Die gesteigerte Randhärte der Federn bietet einen wirksamen Schutz gegen abrasiven + adhäsiven Verschleiß, bei gleichzeitiger Erhöhung der Biegewechselfestigkeit.