Plasmanitrieren

Zu den thermochemischen Wärmebehandlungsverfahren gehört das Plasmanitrieren, das bei Temperaturen zwischen 350° C und 600° C durchgeführt wird.

Hierbei treffen positiv geladene Ionen vor der Ofenwand (Anode) mit hoher Aufprallgeschwindigkeit auf die als Kathode geschalteten Werkstücke, was eine intensive Reinigung der Oberfläche des Werkstückes bewirkt. Danach erfolgt das Aufheizen und die Aufstickung der Oberfläche. Im Anschluss werden die Bauteile meist ohne Schnellabkühlung auf Entnahmetemperatur gebracht. Nitriert wird sowohl im Gleichstrom als auch im gepulsten Plasma.

Bei Bauteilen, wie z. B. Zahnräder, Schnecken, Wellen oder Achsen, die im Bereich ihrer Oberfläche besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind, reicht es meist aus, wenn diese lediglich im Randbereich mechanisch verbesserte Eigenschaften erhalten. Hier wird Stickstoff in die Randschichten eingelagert, was man allgemein als „Nitrieren“ bezeichnet. Das Plasmanitrieren findet in einer Vakuumkammer unter ionisierter Gasatmosphäre (Stickstoff, Wasserstoff, Methan und Ammoniak) statt. Es werden auch Mischgase zur Bildung verschleißorientierter Schichten eingesetzt. Behandlungszeit, Temperatur, Druck und die Gaszusammensetzung sind qualitätsbestimmend.

Geeignete Werkstoffe

Außer den unlegierten, niedrig- und hochlegierten Stählen sind auch alle gebräuchlichen Stahl-, Guss- und Sinterwerkstoffe für das Plasmanitrieren geeignet.

1. Vorteile des Plasmanitrierens
2. Umweltverträglichkeit
3. Verzugsarmut
4. Anpassung der Schichten an die Verschleißart
5. Verschleißwiderstand bei Abrasion und Adhäsion
6. Korrosionsbeständige Schichten
7. Warmfestigkeit und Anlassbeständigkeit der Randschichten bis über 500° C
8. Reduzierung der Reibungskoeffizienten
9. Einsparung von Schmiermitteln

Ein Fachbeitrag aus unserem Fach-Onlinelexikon LÖWEN-WIKI