1. Was ist das Grundprinzip des Flüssignitrierens?
Flüssignitrieren (LN) ist ein allgemeiner Begriff für ein Diffusionsverfahren, bei dem es sich eigentlich um Flüssignitrocarburierung handelt. Dabei handelt es sich um eine thermochemische Reaktion, bei der hauptsächlich Stickstoff und etwas Kohlenstoff in die Oberfläche von Eisenwerkstoffen diffundiert werden. Der Stickstoff verbindet sich mit dem Eisen und bildet eine Eisen-Nitrid-Verbundschicht, die die Oberflächeneigenschaften verbessert, z. B. die Verschleiß-, Reibungs-, Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeit.
2. Wie unterscheidet sich das Flüssignitrieren vom Salzbadnitrieren?
Die Begriffe „Flüssignitrieren“ und „Salzbadnitrieren“ werden austauschbar verwendet und umfassen kommerzielle Verfahren, die als QPQ, ARCOR®, MELONITE® und TUFFTRIDE® bekannt sind. Bei allen handelt es sich eigentlich um Nitrocarburierverfahren, bei denen geschmolzene Salze als Stickstoffquelle (und etwas Kohlenstoff) verwendet werden. Die verschiedenen Markennamen werden aufgrund von Unterschieden in der Chemie der nitrierenden Chemikalien und den sekundären Prozessschritten verwendet.
3. Was ist der Unterschied zwischen Nitrieren und Nitrocarburieren?
Beim Nitrieren wird nur Stickstoff an die Oberfläche des Werkstücks gebracht. Es wird in der Regel in einer Gas- oder Plasmaatmosphäre durchgeführt, und es werden viel längere Zyklen benötigt, um eine große Diffusionstiefe zu erreichen. Beim Nitrocarburieren werden sowohl Stickstoff als auch etwas Kohlenstoff zugeführt. Es kann in einer Flüssig- (Salzbad) oder Gasatmosphäre durchgeführt werden und benötigt wesentlich kürzere Zyklen, um eine relativ geringe Diffusionstiefe zu erreichen.
4. Was ist MELONITE®, TUFFTRIDE®, ARCOR® und welche Vorteile hat das eine gegenüber dem anderen?
MELONITE®, TUFFTRIDE® und ARCOR® sind alle Verfahren der Flüssignitrokarbonisierung und Marken der HEF-Gruppe (TS-USA und HEF-USA sind US-Tochtergesellschaften). MELONITE® und TUFFTRIDE® sind identische Verfahren – ersterer Begriff ist in Nordamerika üblich, letzterer im Rest der Welt. ARCOR® steht jedoch für eine Familie von LN-Verfahren, darunter ARCOR® C, V, N, DT und andere, die für bestimmte Anwendungen und/oder Materialien entwickelt wurden. Diese ARCOR®-Behandlungen sorgen für eine robustere und gleichmäßigere Verbundschicht, sind einfacher zu kontrollieren und umweltfreundlicher als andere Flüssignitratbehandlungen.
5. Was ist QPQ? Für welche Arten von Bauteilen ist QPQ das bevorzugte Verfahren?
„QPQ“ steht für „Quench-Polish-Quench“ (Abschrecken-Polieren-Abschrecken) und beschreibt eine Abfolge sekundärer Schritte, die auf den Schritt des Flüssignitrierens folgen. Diese Schritte bestehen aus der folgenden Abfolge: (1) OXIDATION: 2-3 Mikrometer der Oberflächenschicht werden in Eisenoxid umgewandelt. Dies geschieht durch Eintauchen der Teile in speziell formulierte „Salze“ zwischen 400°C – 425°C; (2) POLIEREN: zur Verbesserung der Oberflächengüte und (3) RE-OXIDIEREN: zur Wiederherstellung der Oxidschichtdicke, die während des Polierens verloren gegangen sein kann. QPQ wird vorgeschrieben, wenn eine glatte Oberflächenbeschaffenheit und maximaler Korrosionsschutz erforderlich sind.
6. Wie unterscheidet sich das Flüssignitrieren von anderen Nitrierverfahren?
Das Nitrieren oder Nitrocarbonisieren kann mit vier verschiedenen Medien durchgeführt werden: 1) Flüssigkeit; 2) Gas; 3) Plasma; und 4) Wirbelschicht. Mit allen Verfahren sollen ähnliche – wenn auch nicht identische – Ergebnisse erzielt werden. Das Flüssignitrierverfahren gilt jedoch als Maßstab für Gleichmäßigkeit, Konsistenz und Flexibilität. Außerdem bietet das Flüssignitrierverfahren die beste Kombination aus Verschleiß- und Korrosionsschutz und den kürzesten Bearbeitungszeiten.
7. Ist das Flüssignitrieren eine Beschichtung?
Flüssignitrieren ist keine Beschichtung oder Plattierung: Es handelt sich um ein Diffusionsverfahren, das die Oberfläche des behandelten Teils modifiziert/umwandelt. Diese modifizierte Oberflächenschicht ist gut mit dem Grundmaterial verbunden und daher nicht anfällig für Abplatzungen oder Absplitterungen.
8. Ist das Flüssignitrieren ein Wärmebehandlungsverfahren?
Das Flüssignitrieren wird oft als Wärmebehandlung bezeichnet, was jedoch technisch nicht korrekt ist. Echte Wärmebehandlungsverfahren arbeiten mit höheren Temperaturen und verändern die Kristallstruktur des Stahls, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erzielen. Beim Flüssignitrieren werden die Ergebnisse durch eine chemische Reaktion (bei niedrigeren Temperaturen als bei der herkömmlichen Wärmebehandlung) erzielt, die zur Bildung einer harten Nitrid Verbindung auf der Oberfläche des Teils führt.