Was ist Nitrieren?

Beim Nitrieren wird Stickstoff an ein Metall gebunden, um es hart zu machen. Hierbei handelt es sich um eine Form des Härtens, bei der eine dünne Schicht einer starken Legierung auf der Außenseite eines Metallgegenstands erzeugt wird. Zu den am häufigsten nitrierten Materialien gehören kohlenstoffarme Stähle, obwohl das Verfahren auch bei anderen Metallen wie Titan oder Molybdän angewendet werden kann. Nitrieren kann für eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten eingesetzt werden, darunter Zahnräder, Matrizen und Nocken oder Kurbelwellen. Es gibt drei Hauptnitrierverfahren, bei denen jeweils eine andere stickstoffreiche Substanz verwendet wird, um den gewünschten Grad der Aufkohlung zu erreichen.

Der Nitrierprozess kann durch die Kombination eines stickstoffreichen Mediums, Metalls und Wärme erreicht werden. Bei starker Hitzeeinwirkung kann sich ein Teil des Stickstoffs im Donormedium mit dem Metall verbinden. Bei korrekter Durchführung kann dies dazu führen, dass eine sehr harte Legierung aus Stickstoff und Metall verwendet wird. Einige der ersten Studien, die sich mit dieser Art der Verhärtung von Fällen befassten, wurden in den 1930er Jahren durchgeführt. Das Verfahren wurde zufällig zur gleichen Zeit sowohl in den Vereinigten Staaten als auch in Deutschland entdeckt, obwohl es erst nach dem Ende der 1930er Jahre weit verbreitet eingesetzt wurde Zweiter Weltkrieg.

Ammoniakgas war eines der ersten Medien, das zur Bindung von Stickstoff an Stahl in einem Prozess namens Ammoniaknitrieren verwendet wurde. Bei diesem Verfahren wird normalerweise ein Metallstück erhitzt und anschließend Ammoniak ausgesetzt. Durch die Hitze kann das Gas in Wasserstoff und Stickstoff zerfallen, woraufhin ein Teil des Stickstoffs zu Metall sublimieren kann. Mit dieser Methode können Sie die Eindringtiefe des Stickstoffs und die spezifischen Eigenschaften der resultierenden Legierung besser steuern. Weitere Vorteile im Vergleich zu anderen Methoden sind die einfache Verarbeitung großer Chargen und die kostengünstige Ausrüstung.

Ein weiterer Prozess, bei dem Stickstoff an Metall gebunden werden kann, umfasst normalerweise ein Cyanid-Salzbad. Bei dieser Art des Nitrierens muss das erhitzte Metall in ein stickstoffreiches Salz gegeben werden. Zusätzlich zur Legierung mit Stickstoff kann das Metall in einem als Carbonitrieren bezeichneten Prozess auch Kohlenstoff aus dem Salz einfangen. Dies ist ein relativ schneller und kostengünstiger Prozess, obwohl die beteiligten Salze oft hochgiftig sind. Die Gesamtkosten des Verfahrens können steigen, wenn in einer Gerichtsbarkeit strenge Vorschriften für die Entsorgung giftiger Substanzen gelten.

Plasmanitrieren ist ein weiteres Verfahren, mit dem Metall gehärtet werden kann. Bei diesem Verfahren wird typischerweise reiner Stickstoff im Plasma überhitzt. Es können auch andere Gase verwendet werden, obwohl das allgemeine Konzept darin besteht, Stickstoffionen zu erzeugen, die sich an das Metall binden können. Diese Art der Aufkohlung ist in der Regel sehr präzise, ​​schnell und kann zu sofort einsatzbereiten Teilen führen.

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