Nitrieren / Nitrierhärten - INDUCTOHEAT Europe
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Nitrieren / Nitrierhärten

Nitrieren bzw. Nitrierhärten ist ein thermochemisches Verfahren zum Härten von Stahl, bei dem durch die Anreicherung von Stickstoff die chemische Zusammensetzung verändert wird. Das metallische Gefüge wird nicht umgewandelt.

Mittels eines Salzbades oder in einem Ofen mit einer Gasatmosphäre wird dem Stahl Stickstoff zugefügt, der in die Werkstückoberfläche diffundiert. Die Einhärtetiefe verhält sich quadratisch im Verhältnis zu der Zeitdauer: Um eine doppelte Einhärtetiefe zu erzielen, muss das Werkstück also viermal so lange im Salzbad bzw. Ofen belassen werden.

An der Oberfläche des Stahls wird dadurch die Bildung von Austenit unterbunden. Es entsteht eine sehr harte Verbindungsschicht, die bis etwa 600 °C beständig ist. Unterhalb der Verbindungsschicht bildet sich eine Diffusionsschicht aus, in der der durch das Verfahren des Nitrierens bzw. Nitrierhärtens zugefügte Stickstoff eingelagert ist. Dies wirkt sich positiv auf die Dauerschwingfestigkeit aus.

Beim Nitrieren / Nitrierhärten werden die geometrischen Eigenschaften des Bauteils nicht verändert und es tritt kein Verzug ein. Deshalb kann das Bauteil bereits vor dem Härtevorgang fertig bearbeitet werden.

Vorteile

  • Gleichmäßige und konturgetreue Härteschicht, unabhängig von der Geometrie der Werkstücke
  • Da die Behandlungstemperatur bei etwa 500 °C niedrig ist, ist vor allem bei vorab spannungsfrei geglühten Werkstücken der Verzug sehr gering
  • Eine Abschreckung ist nicht erforderlich
  • Die erreichbare Härte ist hoch und temperaturstabil bis ca. 500 °C
  • Die Verschleißfestigkeit ist entsprechend der hohen Härte sehr hoch
  • Eine Nacharbeit der nitrierten Werkstücke ist in der Regel nicht erforderlich
  • Zum Nitrieren eignen sich eine Vielzahl von Stählen wie Baustahl, Automatenstahl, Einsatzstahl, Vergütungsstahl, Nitrierstahl, Wälzlagerstahl, Federstahl, Werkzeugstahl, Inox-Stahl, Grauguss und Schnellarbeitsstahl

Nachteile

  • Hohe Investitions- und Betriebskosten
  • Lange Glühzeiten, je nach Nitriertiefe 1 bis 4 Tage, wobei das gesamte Werkstück durcherwärmt wird
  • Die Härteschichten sind dünn, die Härte sinkt unterhalb 0,2 mm Tiefe zudem stark ab
  • Die Oberfläche hält keinem hohen Flächendruck aus – sie bricht entsprechend ein
  • Nicht zu härtende Stellen müssen aufwendig durch Verzinnen oder Vernickeln abgedeckt werden
  • Die Oberfläche der Werkstücke muss vor dem Nitrieren einwandfrei sauber sein
  • Nitrieren erfolgt meist in einer zentralen Härterei, wodurch eine Ausschleusung der Werkstücke aus der Fertigungslinie erforderlich ist und Transportkosten entstehen