Carbonitrieren:Was es ist und wie es die Oberfläche von Teilen härtet

Teile, die einer Präzisionsbearbeitung und Feingussverfahren unterzogen werden, können aufgrund der Bearbeitungsverfahren eine Schwächung ihrer Außenflächen erfahren. Teile aus niedrig legiertem Stahl und Kohlenstoffstahl sind möglicherweise nicht stark genug, um dem ständigen Verschleiß standzuhalten, der nach der Inbetriebnahme auftreten wird. Um eine härtere Oberfläche bereitzustellen und Metallen vorteilhaftere mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, Duktilität und Oberflächenhärte zu verleihen, werden die Teile einem Wärmebehandlungsprozess unterzogen.

Es stehen viele Wärmebehandlungsverfahren zur Verfügung. Ein solches Verfahren wird als Carbonitrieren bezeichnet, das als Einsatzhärteverfahren gilt. Beim Einsatzhärten werden Chemikalien zu dem Teil hinzugefügt, das in einer geschlossenen Kammer heißen Temperaturen ausgesetzt ist. Der „Einsatz“ des Teils, also die äußere Oberfläche, erfährt die Einsatzhärtungsbehandlung. Wie tief die Einsatzhärtung in das Teil eindringt, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, wie z. B. Härtetemperatur, Abschreckgeschwindigkeit, Härtbarkeit des Metalls, den Abmessungen des Bauteils und der Carbonitrierungstiefe.

Carbonitrieren

Beim Carbonitrieren handelt es sich um einen austenitischen Härteprozess, bei dem Metalle ihre kristalline Mikrostruktur so verändern, dass sie bestimmte positive Eigenschaften erhalten. Wenn Metalle als austenitisch gelten, werden sie nicht gehärtet, wenn sie allein Wärme ausgesetzt werden. Auch Chemikalien, in diesem Fall Kohlenstoff und Stickstoff aus zugesetztem Ammoniak, müssen in einem thermochemischen Prozess eingebracht werden. Diese Chemikalien dringen in die Mikrostruktur auf der Oberfläche des Teils ein und verändern und verzerren sie, während das Gehäuse duktiler, haltbarer und härter wird.

Prozess

Der Prozess beginnt damit, dass das Teil aus kohlenstoffarmem oder niedrig legiertem Stahl genommen und erhitzt wird, bis es einen Temperaturbereich von etwa 1500 °F (850 °C) erreicht. Stickstoff und Kohlenstoff werden in die abgedichtete Kammer eingebracht, während sie in die Oberflächenschichten des Teils diffundieren. Das Teil wird dann in Öl abgeschreckt. Dieser Prozess härtet das Metall und erhöht seine Verschleißfestigkeit. Die Carbonitrierungstiefen der Teile können etwa 0,1 mm bis 0,75 mm betragen.

Anwendungen

Das Carbonitrieren ist ideal für weniger teure Metalle, deren Oberflächenschichten wärmebehandelt werden müssen, um das Metall haltbarer und fester zu machen. Teile aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und geringer Härtbarkeit können aus diesem Verfahren eine Vielzahl von Vorteilen ziehen. Zu den üblichen Teilen, die einer Carbonitrierung unterzogen werden können, gehören:

• Kolben
• Befestigungen
• Stifte
• Zahnräder
• Wellen
• Zahnradzähne
• stirbt
• Werkzeuge
• Hebel

Um zu bestimmen, ob das Teil carbonitriert werden sollte, sollten das verwendete Metall, die Spezifikationen des Teils und die Verwendung des Teils in der Anwendung berücksichtigt werden.

Vorteile des Carbonitrierens

Carbonitrieren verleiht kleinen Teilen verschleißfeste Eigenschaften. Das Verfahren beinhaltet die Änderung der Mikrostruktur der Oberflächenschicht, anstatt eine äußere Beschichtung hinzuzufügen, die sich aufgrund von Schleifprozessen von anderen Metallteilen abnutzen kann. Das Teil muss also nicht ständig mit einer Außenbeschichtung versehen werden, um es im täglichen Gebrauch zu schützen. Dieses Verfahren kann auch für einfache und komplexe Teile verwendet werden.

Wenden Sie sich für weitere Informationen über unsere Wärmebehandlungsverfahren, einschließlich Carbonitrieren, an Impro.