Salzbadnitrieren
Das Nitrieren im Salzbad ist ein chemisch-physikalisches Verfahren, bei dem am fertig bearbeiteten Werkstück nach der Wärmebehandlung eine Diffusionszone erzeugt wird.
Hierfür werden die Bauteile gleichmäßig auf etwa 350 °C vorgewärmt und anschließend in ein 580 °C-heißes Nitrierbad mit gesteuertem Cyanid-Cyanat-Gehalt getaucht. Das Bad in der flüssigen Salzschmelze dauert je nach Stahlzusammensetzung und Form zwischen einigen Minuten und einigen Stunden.
Nach Ablauf der festgelegten Behandlungsdauer werden die Werkstücke in Wasser, Öl oder in einem Polymer abgeschreckt. Neben der Einlagerung von Stickstoff diffundiert beim Salzbadnitrieren immer auch Kohlenstoff in die Bauteiloberfläche mit ein. Dies ist ein wesentlicher Grund für die positiven, spezifischen Randzoneneigenschaften salzbadbehandelter Komponenten.
Hierfür wird das Werkstück direkt nach dem Nitrierbad in ein Oxidierbad mit etwa 380 °C getaucht und 10–15 Minuten gehalten. Durch die Oxidation wird anhaftendes Cyanid neutralisiert und in ungiftiges Natriumcarbonat umgewandelt.
Durch eine Nachbehandlung im Oxidierbad, dem sogenannten AB1-Bad, kann die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden.
Die neue Oberfläche, deren Korrosionswiderstand in vielen Fällen galvanischen Randschichten überlegen ist, verfärbt sich in ästhetisches Schwarz.
Es folgt ein Abschrecken im Wasser mit anschließendem Trocknen und Polieren. Tenifern eignet sich für eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe wie rostfreie, un-, niedrig- oder hochlegierte Stähle, Gusseisen, duktiles Eisen oder Sintermetalle.
KENNZAHLEN SALZBADNITRIEREN
Temperatur:
bis 580°C
Anlagengröße:
500 x 500 x 500 mm
Durchlaufzeit:
ab 1 Woche
Nitrierhärtetiefe:
bis 0,5 mm
Vorteile SALZBADNITRIEREN
Kein Verzug
Nitrieren ist das einzige Härteverfahren, bei dem es zu keinem prozessbedingten Verzug des Bauteils kommt.
Härten von Teilbereichen
Es können genau definierte Bereiche des Bauteils gehärtet werden, indem man die anderen Flächen mit einer Schutzpaste abdeckt.
Herausragende Bauteileigenschaften
Durch das Nitrieren entstehen Bauteile mit verbessertem Korrosionsschutz sowie hoher Verschleiß- und Schwingfestigkeit, die stärksten Belastungen standhalten.
Keine Nachbearbeitung
Da während dem Härteprozess kein Verzug ensteht, können Bauteile in der Regel auch erst nach ihrer Fertigstellung nitriert werden.
Verschleißfestigkeit, Ermüdungswiderstand und Korrosionsbeständigkeit
Nicht zuletzt aufgrund seiner herausragenden Korrosionsbeständigkeit sowie der ansprechenden Optik ist das Nitrieren im Salzbad weit verbreitet. Die Technik zeichnet sich durch eine kurze Behandlungsdauer und reproduzierbare Qualitätsstandards aus.
Besonders für Bauteile der Automobilindustrie und Werkzeuge aus dem Maschinenbau kommt sie häufig zum Einsatz.
Da während des Salzbadnitrierens keine Gefügeumwandlung eintritt und die thermischen Spannungen sehr gering sind, ist mit keinen nennenswerten Maßänderungen zu rechnen. Verschleißfestigkeit, Ermüdungswiderstand und Korrosionsbeständigkeit nehmen nach dem Salzbadnitrieren deutlich zu. Diese Nitrierschichten sind wärmebeständig bis 500 °C und weisen zudem eine hohe Zähigkeit auf – selbst nach einer Belastung über die Streckgrenze hinaus sind keine Beschädigungen an der Oberfläche zu erkennen.
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WEITERE NITRIERVERFAHREN
Gasnitrieren
Beim Gasnitrieren wir aus Ammoniak Stickstoff abgespalten, der bei Temperaturen zwischen 500°C und 600°C in die Bauteiloberfläche eindringt und dort zur Bildung einer verschleißfesten Nitridschicht führt.
Plasmanitrieren
Beim Plasmanitrieren wird in einer ionisierten Gasatmosphäre die Randschicht eines Werkstücks mit Stickstoff angereichert. Es entstehen saubere Bauteiloberflächen mit deutlich verbesserter Abrieb- und Verschleißfestigkeit.
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Was ist Salzbadnitrieren?
Salzbadnitrieren ist ein chemisch-physikalisches Härteverfahren, bei dem Bauteile in ein heißes Nitriersalzbad getaucht werden. Dabei entsteht eine verschleißfeste, korrosionsbeständige Randschicht. Im Anschluss wird die Oberfläche durch Oxidation im sogenannten AB1-Bad zusätzlich veredelt – sie erhält eine schwarze, ästhetische Färbung.
Wie läuft das Verfahren ab?
Der Prozess besteht aus mehreren genau gesteuerten Schritten:
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Vorwärmen der Werkstücke auf ca. 350 °C.
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Nitrieren im ca. 580 °C heißen Salzbad mit definiertem Cyanid-Cyanat-Gehalt.
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Abschrecken in Wasser, Öl oder Polymer.
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Oxidieren im ca. 380 °C heißen AB1-Bad (10–15 Minuten).
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Abschließendes Trocknen und Polieren.
Dabei diffundieren Stickstoff und Kohlenstoff in die Randschicht, was zu ausgezeichneten Materialeigenschaften führt.
Welche Vorteile bietet Salzbadnitrieren?
Salzbadnitrieren bietet eine Vielzahl herausragender Vorteile. Ein entscheidender Pluspunkt ist der ausbleibende Verzug: Es kommt zu keiner prozessbedingten Maßänderung, wodurch die Bauteile ihre ursprüngliche Geometrie behalten. Die Oberflächeneigenschaften sind ebenfalls überzeugend. Das Verfahren sorgt für eine hohe Verschleißfestigkeit, verbessert den Ermüdungswiderstand und bietet einen ausgezeichneten Korrosionsschutz. Durch die nachgeschaltete Oxidation entsteht zudem eine gleichmäßige, ästhetisch schwarze Oberfläche. Ein weiterer Vorteil liegt in der hohen Reproduzierbarkeit des Verfahrens: Die kurzen Behandlungszeiten führen zu konstant hoher Qualität. Die Nitrierschichten sind bis zu 500 °C wärmebeständig und zeichnen sich durch eine hohe Zähigkeit aus – selbst bei Überbeanspruchung über die Streckgrenze hinaus bleiben die Oberflächen unversehrt.
Welche Werkstoffe eignen sich?
Salzbadnitrieren (z. B. Tenifer-Verfahren) ist für eine breite Werkstoffpalette geeignet:
– Rostfreie Stähle
– Un-, niedrig- und hochlegierte Stähle
– Gusseisen und duktiles Eisen
– Sintermetalle
Die Eignung hängt im Detail von der Zusammensetzung und Oberfläche der Bauteile ab.
Wo kommt Salzbadnitrieren zum Einsatz?
Aufgrund seiner Zuverlässigkeit und gleichmäßigen Behandlung eignet sich das Verfahren besonders für:
– Automobilindustrie (z. B. Antriebskomponenten, Kolbenbolzen)
– Maschinenbau (Werkzeuge, stark beanspruchte Bauteile)
– Bauteile mit hohen Anforderungen an Maßhaltigkeit und Korrosionsbeständigkeit
Welche technischen Rahmenbedingungen gelten?
– Prozesstemperatur: bis 580 °C
– Anlagengröße: 500 × 500 × 500 mm
– Durchlaufzeit: ab 1 Woche
– Nitrierhärtetiefe: bis 0,5 mm