Vergleichsuntersuchungen an gas-, bad- und ionitrierten Maschinenteilen

Unter den im Maschinenbau ublichen Verfahren zur Verbesserung tech nologischer Eigenschaften hochbeanspruchter Masohinenelemente wird das Nitrieren von Eisenwerkstoffen mit wachsenden Betriebsanforderun gen mehr und mehr angewendet. Gegenuber normaler Oberflachenhartung durch Martensitbildung weist dieses Verfahren als thermochemische Oberflachenbehandlung Besonderheiten auf, die ihm in vielen Fallen selbst gegenuber der Einsatzhartung den Vorrang geben. Wahrend sich ubereinstimmend mit der Spalthartung die Oberflachen harte sowie die Biege- und Walzdauerfestigkeit erhohen, sind im Be sonderen die MaBanderungen so gering, daB eine Nachbearbeitung ent fallen und die Fertigbearbeitung vor dem Nitrieren erfolgen kann. Durch die sich ergebenden Aufwands- und Zeiteinsparungen werden ge genuber der Einsatzhartung wirtschaftlich gUnstigere Produktionsbe dingungen geschaffen. Technologische Vorteile sind die hohere VerschleiBfestigkeit, verbun den mit gUnstigeren Gleit- und Notlaufeigenschaften, ferner die je 0 nach Werkstofflegierung hohere AnlaBbestandigkeit bis zu 500 C und die verbesserte Korrosionsbestandigkeit normallegierter Werkstoffe. EinschlieBlich einer im Bereich der Eisenwerkstoffe weitgehenden Unab hangigkeit, die selbst eine erfolgreiche Nitrierbehandlung ferriti scher bzw. austenitischer Eisenwerkstoffe gestattet [ 1] , bieten sich hervorragende Verglitungseigenschaften an, die z.Z. durch die drei Verfahren Gas-. Bad- und Ionitrieren erreichbar sind.

Autorentext
Klaus Keller wechselte nach seiner Ausbildung zum Englisch- und Biologielehrer an der Pädagogischen Hochschule Freiburg und Heidelberg zur Zollverwaltung. Er arbeitet heute als Dozent beim Bildungs- und Wissenschaftszentrum der Bundesfinanzverwaltung am Dienstsitz Freiburg im Breisgau.

Klappentext

Unter den im Maschinenbau ublichen Verfahren zur Verbesserung tech­ nologischer Eigenschaften hochbeanspruchter Masohinenelemente wird das Nitrieren von Eisenwerkstoffen mit wachsenden Betriebsanforderun­ gen mehr und mehr angewendet. Gegenuber normaler Oberflachenhartung durch Martensitbildung weist dieses Verfahren als thermochemische Oberflachenbehandlung Besonderheiten auf, die ihm in vielen Fallen selbst gegenuber der Einsatzhartung den Vorrang geben. Wahrend sich ubereinstimmend mit der Spalthartung die Oberflachen­ harte sowie die Biege- und Walzdauerfestigkeit erhohen, sind im Be­ sonderen die MaBanderungen so gering, daB eine Nachbearbeitung ent­ fallen und die Fertigbearbeitung vor dem Nitrieren erfolgen kann. Durch die sich ergebenden Aufwands- und Zeiteinsparungen werden ge­ genuber der Einsatzhartung wirtschaftlich gUnstigere Produktionsbe­ dingungen geschaffen. Technologische Vorteile sind die hohere VerschleiBfestigkeit, verbun­ den mit gUnstigeren Gleit- und Notlaufeigenschaften, ferner die je 0 nach Werkstofflegierung hohere AnlaBbestandigkeit bis zu 500 C und die verbesserte Korrosionsbestandigkeit normallegierter Werkstoffe. EinschlieBlich einer im Bereich der Eisenwerkstoffe weitgehenden Unab­ hangigkeit, die selbst eine erfolgreiche Nitrierbehandlung ferriti­ scher bzw. austenitischer Eisenwerkstoffe gestattet [ 1] , bieten sich hervorragende Verglitungseigenschaften an, die z.Z. durch die drei Verfahren Gas-. Bad- und Ionitrieren erreichbar sind.

Inhalt
Inhaltsübersicht.- 1. Einleitung.- 2. Versuchsumfang. Werkstoffe und Nitrierbedingungen.- 3. Allgemeine Vorgänge bei der Nitrierschichtbildung und Möglichkeiten ihrer Beeinflussung.- 3.1 Aufstickung von Reinsteisen.- 3.2 Aufstickung legierter Eisenwerkstoffe.- 3.3 Einfluß des Gefüges auf die Nitrierschichtbildung.- 3.4 Definition und allgemeine Eigenschaften nitrierter Oberflächen.- 4. Grundsätzliche Betrachtungen zu den Nitrierverfahren.- 4.1 Gasnitrieren.- 4.2 Badnitrieren.- 4.3 Ionitrieren.- 5. Nitrierschichtuntersuchungen.- 5.1 Röntgenographische Analysen der nitrierten Oberflächen.- 5.2 Elektronenstrahlmikroanalyse nitrierter Oberflächen.- 5.3 Bestimmung der Ausscheidungstiefe.- 5.4 Härteverlauf in der Nitrierschicht.- 5.5 Stoffaustausch an der Werkstückoberfläche durch Nitrieren.- 5.6 Metallographische Untersuchungen der Nitrierzone und Schlußfolgerungen zur verfahrenstypischen Nitrierschichtbildung.- 6. Nitriertypische Maß- und Formänderungen.- 6.1 Änderung der Oberflächensenkrechtmaße.- 6.2 Profiländerungen infolge mehrachsiger Dehnung.- 7. Prüfung der Notlaufeigenschaften und der Abnutzungsfestigkeit ohne Schmierung bei reiner Gleitreibung.- 7.1 Versuchseinrichtung und Prüfbedingungen.- 7.2 Beanspruchung in der nitrierten Gleitfläche.- 7.3 Versuchsergebnisse.- 8. Prüflauf mit Ölschmierung bei reiner Gleitreibung.- 8.1 Versuchseinrichtung und Prüfbedingungen.- 8.2 Versuchsergebnisse.- 9. Prüfung der Biegedauerfestigkeit an Zahnrädern.- 9.1 Versuchseinrichtung.- 9.2 Berechnung der Zahnfußvergleichsspannung.- 9.3 Versuchsergebnisse.- 10. Zusammenfassung.