InoxDu® N2-Plasmadiffusion

Beschränkungen: maximale Werkstückgrösse ø 700 x 1200 mm / 1200 kg

Definition

InoxDu® ist die Oberflächen-Härtung austenitischer Edelstähle durch Plasmaeindiffusion von Stickstoff (N2) ohne Verlust ihrer Korrosionsbeständigkeit.

Diffusionstiefe: 10-20µm
Masszuwachs: 1-2µm
Härte:  > 1000HV (1.4401)

Verfahren

Bei den üblichen N2-Diffusionsverfahren werden Nitride erzeugt, diese sind unter dem Begriff Nitrierverfahren bekannt (Plasma-Nitrieren, Badnitrieren, Gasnitrieren) und arbeiten meistens bei Temperaturen oberhalb 500°C, um ausreichende Nitriertiefen in ökonomisch vertretbaren Zeiten zu erreichen. Nitriert man unter diesen Bedingungen Edelstähle, erzielt man zwar die erwünschte Randschichthärtung, der Edelstahl verliert jedoch infolge der Verbindung von Chrom mit Stickstoff seine Korrosionsbeständigkeit. Um die Chromnitridbildung zu verhindern, muss man bei Temperaturen um 400°C arbeiten. Mittels Röntgenbeugung wurde nachgewiesen, dass bei einer N2Plasma-Diffussion unter 400°C nahezu kein Chromnitrid entsteht. Bei diesen Temperaturen ist die Eindiffusion von Stickstoff stark gehemmt. Man benötigt lange Zeiten, um ausreichende N2-Diffusionstiefen zu realisieren.
Es bildet sich bei den austenitischen Stählen in eine Schicht von ca. 15um Dicke eine neue Phase, als „S-Phase“ oder „expanded austenite“ bezeichnet, die man als feste Lösung von Stickstoff im Austenit ansehen kann. Das ursprüngliche Austenitgitter wird dabei um bis zu 8% aufgeweitet. Die Oberflächenhärte erhöht sich dadurch auf 900 bis 1300HV0.05 je nach Oberflächenbeschaffenheit und Grundwerkstoff.

Vorteile

  •  Austenitische Edelstähle (Chromgehalt > 12%) besitzen eine herausragende Korrosionsbeständigkeit. Verantwortlich dafür ist eine wenige nm dicke Chromoxidschicht (Passivschicht) unmittelbar an der Stahloberfläche. Niedrige Härten (200 –300 kp/mm²) und hoher abrasiver Verschleiß begrenzen jedoch bis heute ihr Anwendungsspektrum.
  • Duch das InoxDu® -Verfahren erreicht man Oberflächenhärten von 900 bis 1300HV0.05 je nach Oberflächenbeschaffenheit und Grundwerkstoff.
  •  Die Korrosionsbeständigkeit des Grundwerkstoffs bleibt bestehen. Korrosionstests von Prüflingen ais 1.4401 und 1.4404 in 0,1n Schwefelsäurelösung zeigten, dass sich die Korrosionsbeständigkeit durch die Stickstoffbehandlung bei Behandlunmgstemperaturen um 400°C nicht verändert. Die paramagnetischen Eigenschaften des Grundwerkstoffes werden nicht verändert.
  • Keine Notwendigkeit einer Nachbehandlung

Werkstoffe

  • Rostfreie austenitisch ausscheidungshärtende Stähle.
  • Rostfreie austenitische Chrom-Nickel-Stähle, hochwarmfeste Nickellegierungen. Wir empfehlen unbedingt die Inox-Stähle der Familie 1.4401, 14404 (wegen dem Molybdän-Gehalt).
  • Rostarme ferritisch-martensitische Chrom-Stähle, wie zb. 1.4034 oder 1.4112 (Die Rostbeständigkeit dieser Stähle ist im nicht-gehärteten Zustand sehr schwach)

Angaben

Zur Duchführung der InoxDu® Plasma-Diffusion benötigen wir folgende Angaben:

  • Werkstoffbezeichnung
  • Vorherige Wärmebehandlungen

Anlieferzustand:

  • frei von Anlauffarben
  • frei von Zunder
  • frei von Eigenrost/Fremdrost
  • frei von organischen Verunreinigungen wie Ölen.
    Sonst werden die Teile von uns gewaschen.

Bei einer vorherigen Wärmebehandlung muss ein Anlassen oder ein Entspannen mitabgeschlossen werden. Die Temperatur der vorherigen Behandlung muss höher sein als die der InoxDu® Plasma-Diffusion.