AufkohlenUnd Nitrierensind zwei in der Metallurgie weit verbreitete Oberflächenhärtungstechniken. Beide verbessern die Oberflächeneigenschaften von Stahl, unterscheiden sich jedoch erheblich in Verfahrensprinzipien, Anwendungsbedingungen und den resultierenden Materialeigenschaften.
1. Prozessprinzipien
●Aufkohlen:
Dieser Prozess beinhaltet Erhitzenkohlenstoffarmer Stahl oder legierter Stahlin einemkohlenstoffreiche Atmosphärebei hohen Temperaturen. Die Kohlenstoffquelle zersetzt sich und setzt freiaktive Kohlenstoffatomedie in die Stahloberfläche diffundieren und so derenKohlenstoffgehaltund ermöglicht eine anschließende Aushärtung.
●Nitrieren:
Nitrieren führt einaktive Stickstoffatomein die Stahloberfläche bei erhöhten Temperaturen. Diese Atome reagieren mit Legierungselementen (z. B. Al, Cr, Mo) im Stahl zuharte Nitride, wodurch die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit verbessert werden.
2. Temperatur und Zeit
| Parameter | Aufkohlen | Nitrieren |
| Temperatur | 850°C – 950°C | 500°C – 600°C |
| Zeit | Mehrere bis Dutzende Stunden | Dutzende bis Hunderte von Stunden |
Hinweis: Das Nitrieren erfolgt bei niedrigeren Temperaturen, dauert aber für eine gleichwertige Oberflächenmodifizierung oft länger.
3. Eigenschaften der gehärteten Schicht
Härte und Verschleißfestigkeit
●Aufkohlen:Erreicht eine Oberflächenhärte von58–64 HRCund bietet eine gute Verschleißfestigkeit.
●Nitrieren:Ergibt eine Oberflächenhärte von1000–1200 HV, im Allgemeinen höher als aufgekohlte Oberflächen, mitausgezeichnete Verschleißfestigkeit.
Dauerfestigkeit
●Aufkohlen:Verbessert deutlichBiege- und Torsionswechselfestigkeit.
●Nitrieren:Verbessert auch die Dauerfestigkeit, obwohl im Allgemeinenin geringerem Maßeals Aufkohlen.
Korrosionsbeständigkeit
●Aufkohlen:Begrenzte Korrosionsbeständigkeit.
●Nitrieren:Bildet einedichte Nitridschicht, Bereitstellungüberlegene Korrosionsbeständigkeit.
4. Geeignete Materialien
●Aufkohlen:
Am besten geeignet fürkohlenstoffarmer Stahl und niedriglegierte StähleZu den üblichen Anwendungen gehörenZahnräder, Wellen und Komponentenhohen Belastungen und Reibung ausgesetzt.
●Nitrieren:
Ideal für Stähle mitLegierungselementewie Aluminium, Chrom und Molybdän. Oft verwendet fürPräzisionswerkzeuge, Formen, Matrizen, Undstark beanspruchte Bauteile.
5. Prozessmerkmale
| Aspekt | Aufkohlen | Nitrieren |
| Vorteile | Erzeugt eine tief gehärtete Schicht | Kostengünstig Vielseitig einsetzbar Geringerer Verzug** durch niedrigere Temperaturen Kein Abschrecken erforderlich Hohe Härte und Korrosionsbeständigkeit |
| Nachteile | Hohe Prozesstemperaturen können zuVerzerrung Erfordert Abschrecken nach dem Aufkohlen | Die Prozesskomplexität nimmt zu Geringere Gehäusetiefe Längere Zykluszeiten Höhere Kosten |
Zusammenfassung
| Besonderheit | Aufkohlen | Nitrieren |
| Tiefe der gehärteten Schicht | Tief | Seicht |
| Oberflächenhärte | Mittel bis hoch (58–64 HRC) | Sehr hoch (1000–1200 HV) |
| Ermüdungsbeständigkeit | Hoch | Mäßig bis hoch |
| Korrosionsbeständigkeit | Niedrig | Hoch |
| Verzerrungsrisiko | Höher (aufgrund hoher Temperaturen) | Niedrig |
| Nachbehandlung | Erfordert Abschrecken | Kein Abschrecken erforderlich |
| Kosten | Untere | Höher |
Sowohl das Aufkohlen als auch das Nitrieren haben einzigartige Vorteile und werden auf der Grundlage derBewerbungsvoraussetzungen, einschließlichTragfähigkeit, Dimensionsstabilität, Verschleißfestigkeit, UndUmweltbedingungen.
Nitrierte Getriebewelle
Veröffentlichungszeit: 19. Mai 2025