Gasnitrieren

Was ist Gasnitrieren?

Gasnitrieren ist eine Ofenbehandlung bei niedriger Temperatur mit einer Atmosphäre aus Ammoniak und ein bewährtes und verbreitetes Verfahren zur Erzeugung einer harten Oberfläche. Ziel ist ein Schutz gegen Korrosion und Verschleiß. Zudem kann die Festigkeit des Werkstoffs verbessert werden.

Das Verfahren

Nitrieren ist eine weitere Form der Oberflächenhärtung von Stählen. Es ist ein thermochemischer Prozess in einer stickstoffabgebenden Umgebung. In dieser Atmosphäre wird das Material auf eine Temperatur zwischen 475 und 550°C erhitzt. Das Material wird dann auf dieser Temperatur gehalten. Diese Nitrierzeit kann von wenigen Minuten bis zu 120 Stunden variieren. Schließlich wird das Material abgekühlt.

Die gewünschte Härte wird durch die Einlagerung von Nitriden in das Metallgewebe erzeugt. Je nach verwendetem Werkstoff können unterschiedliche Härtegrade erreicht werden.

Merkmale des Prozesses sind:

Niedrige Temperatur zwischen 475°C bis 550°
Flexibel einsetzbar – Prozessdauer anpassbar entsprechend der Spezifikation der geforderten Endbauteileigenschaften
Umweltfreundlich im Vergleich zu alternativen Verfahren (z.B. Verchromen).
Sauber für das Bauteil, z.B. hinterlässt es keine starken Oberflächenverunreinigungen oder Rückstände

Anwendungsgebiete

Das Verfahren wird in der Regel an fertig bearbeiteten Bauteilen durchgeführt, die in vielen Fällen keine weiteren Arbeitsschritte vor der Montage erfordern.

Normalerweise wird Nitrieren nur auf legierten Stählen angewendet. Diese haben einen Kohlenstoffgehalt von 0,3 bis 0,4 %. Es ist auch möglich, Werkstoffe wie Edelstahl, Titan und Nickellegierungen zu nitrieren, jedoch ist die bevorzugte Nitriermethode für diese Werkstoffe das Plasmanitrieren.

Die entstehende Schicht ist relativ dünn, so dass Formänderungen durch Schleifen im Nachhinein nicht mehr verändert werden können. Allerdings sind die Formveränderungen beim Nitrieren vergleichsweise sehr gering. Durch vorheriges Spannungsarmglühen kann erreicht werden, dass das Material spannungsfrei ist, was die Gefahr von Formveränderungen verringert.

Dieses Verfahren eignet sich besonders für Bauteile wie Kurbelwellen, Zahnräder und eine Vielzahl anderer Teile in rauen Umgebungen (insbesondere Öl & Gas, Energie, Luft- und Raumfahrt, etc.).