Hallo Jens,
Nitrieren - das Einbringen von Stickstoff in Randzonen - wird überwiegend im Maschinenbau zur Erzielung hoher Oberflächenzähigkeit bei großer Härte eingesetzt. Zwei Verfahren- das Bad- und das Gasnitieren - wurden erfolgreich eingesetzt, um vor allem Biegewechselfestigkeit zu erhöhen. Positiver Nebeneffekt ist -vereinfacht ausgedrückt - eine Verfeinerung der Kristallstruktur in den Randzonen ferritischer Metalle. Da hat sich besonders das Gasnitrieren als vorteilhaft herausgestellt, weil es im Gegensatz zum Badnitrieren, keine "Aussalzungen" an der Oberfläche bewirkt. Seit einigen Jahren hat sich ein drittes Verfahren etabliert: Das Plasmanitrieren. Unter Plasma versteht man ein elektrisch leitfähiges Gas, das in Abhängigkeit vom Druck bei Temperaturen bis ca. 8000 K entsteht. Naheliegend war dann, die enorm hohe Temperatur auszunutzen, um Metalle mit hohem Schmelzpunkt verdampfen zu lassen. Ein solches Metall ist beispielsweise Titan. In Verbindung mit Stickstoff ließ sich eine sehr verschleißfeste Schicht, die zudem reibungsarm ist, auf ferritische Werkstoffe aufbringen. Für Fräser, Bohrer, Wendeplatten usw. wird dieses Verfahren erfolgreich angewandt. (Samtgoldene Farbtönung)
Die besseren Gleiteigenschaften ergaben einen Zugewinn an Standfestigkeit bei gleichzeitigem Anstieg der Oberflächenhärte. Die Tribologie hat in den letzten 2 Jahrzehnten enorm an Bedeutung gewonnen (sh. Anhebung der möglichen Kolbengeschwindigkeiten) und so suchte man nach weiteren Verbesserungen. Man ergänzte das Plasma durch Zugabe von Aluminium. Eine wesentliche Verringerung der Reibwerte konnte beobachtet werden.
Damit ist die Anwendungsbreite enorm gewachsen. Gleitrohre profitieren davon. Mal schaun, was uns die Zukunft auf diesem Gebiet noch alles beschert.
Achso: versuch mal Dein Glück bei
http://www.haerterei-barth.de/ oder bei
http://www.plateg.de/
So, ich habe folgenden Artikel entdeckt, der sehr gut ist:
Das PulsPlasma® Nitrieren, insbesondere das Plasmanitrieren und Plasmanitrocarburieren von verschiedenen Stählen, wird zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken zum Verschleissschutz eingesetzt. Zur Behandlung im Plasma werden die Teile in eine Vakuum-Behandlungskammer, vom Gehäuse elektrisch isoliert, eingebracht. Bei einem Druck von 50 - 500 Pa wird eine pulsierende elektrische Gleichspannung von einigen hundert Volt zwischen Werkstück und Kammerwand angelegt, wobei das Werkstück kathodisch geschaltet ist. Durch Ionisierung des Prozeßgases in der Behandlungskammer entwickelt sich eine stromstarke Glimmentladung. Die elektrisch positiv geladenen Ionen werden zum Werkstück hinbeschleunigt und treffen mit hoher kinetischer Energie auf dieses auf. Dabei laufen im Bereich der Oberfläche die folgenden Prozesse ab:
Abstäuben, Reinigen und Aktivieren der Oberfläche
Erwärmung durch Absorption der kinetischen Ionenenergie
Reaktion der hochaktiven Ionen mit dem Grundwerkstoff
Diffusion der im Prozessgas befindlichen Elemente in das Werkstück hinein
In Abhängigkeit von der Art des Werkstoffes und dem gewünschten Behandlungsziel werden die Behandlungstemperatur und -zeit vorgewählt.
Als besondere Verfahrensvorteile der Diffusionsbehandlung mit Hilfe eines Plasmas können hervorgehoben werden:
Keine Umwelt- und Sicherheitsprobleme, da weder schädliche umweltbelastende Nitriersubstanzen eingesetzt noch erzeugt werden
Geringer Gasverbrauch, da durch die Ionisierung das eingesetzte Gas effektiv ausgenutzt werden kann
Der Aufbau der Nitridschicht kann gezielt gesteuert werden
Oberflächenteile, die nicht behandelt werden dürfen, können durch Abdeckung geschützt werden
Stähle mit hohem Chromanteil lassen sich ohne vorhergehende Entpassivierung nitrieren
Die Werkstücktemperatur kann bei Bedarf sehr niedrig gehalten werden, so daß es auch möglich ist, Kaltarbeitsstähle zu behandeln.
Die PulsPlasma® Technik hat gegenüber der herkömmlichen Gleichstrom-Plasma-Technik einige verfahrenstechnische Besonderheiten, welche unten gegenübergestellt sind. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die Möglichkeit, auf eine wassergekühlte Kammerwand zu verzichten und stattdessen eine Wärmedämmung und eine separate Heizung einzusetzen.
PULSSTROMTECHNIK
GLEICHSTROMTECHNIK
nur die für den Prozeß erforderliche Energie wird dosiert zu geführt, d.h. bei Bedarf niedrige Behandlungstemperatur
überschüssige Energie muß abgeführt werden (z.B. durch Kühlung der Kammerwand)
kaum Energieverluste durch Kühlwasser, da Kammerwand gedämmt (Energieeinsparung um Faktor 3-5 gegenüber Kaltwandkammer)
Energieverluste durch großflächige Kühlung der Kammerwand
Temperaturverteilung in Charge gut, da Temperaturdifferenz zwischen Charge und Kammerwand gering
große Temperaturdifferenz zwischen Charge und gekühlter Wand
Vollständige Nutzung des Chargenraumes, da gute Temperaturgleichmäßigkeit
Nutzung des Chargenraumes begrenzt, da Gefahr der Werkstücküberhitzung im Inneren der Charge
Gleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit der Behandlungsergebnisse auch für unterschiedliche Chargen-größe gut, da die für das Ergebnis wichtigen Plasmaparameter unabhängig von Beladungsdichte
Behandlungsergebnisse von der Beladung abhängig, da Plasmaparameter mit Temperaturregelung gekoppelt
Entstehung von Lichtbögen nicht möglich, da durch ständige Unterbrechung des Stromes die Lichtbogenentwicklung verhindert wird. Selbst während des Pulses Abschaltung bei Störung in weniger als 1 µs
Lichtbogenentstehung ist möglich und muß durch Schnellabschaltung unterbrochen werden. Durch diese kurzzeitige Entstehung sind kleine Aufschmelzungen auf Oberfläche möglich
Vollständige Oberflächenbehandlung, selbst bis in kleinste Bohrungen hinein.
Konturenfolgung auf der Oberfläche begrenzt.
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