Der Hauptunterschied zwischen dem Plasmanitrieren und dem konventionellen Nitrieren liegt in der Art und Weise, wie der Stickstoff in das Material eingebracht wird, und in den daraus resultierenden Eigenschaften der behandelten Oberfläche. Das Plasmanitrieren ist ein modernes Niederdruckverfahren, bei dem eine Glimmentladung mit hoher Ionisierung (Plasma) verwendet wird, um Stickstoff in das Material einzubringen, während bei herkömmlichen Nitrierverfahren wie dem Gasnitrieren und dem Badnitrieren unterschiedliche Gasgemische oder Salzbäder verwendet werden, um denselben Effekt zu erzielen.
Plasma-Nitrierverfahren:
Das Plasmanitrieren ist ein thermochemischer Prozess, der in einem Gasgemisch aus Stickstoff, Wasserstoff und gegebenenfalls Kohlenstoff stattfindet. Der Prozess findet bei niedrigem Druck statt, und um das Bauteil herum wird eine Glimmentladung mit hoher Ionisierung (Plasma) erzeugt. Dieses Plasma ermöglicht die direkte Ladung von Ionen auf der Oberfläche, was zur Bildung von stickstoffreichen Nitriden führt. Der aus diesen Nitriden freigesetzte reaktive Stickstoff verbessert die Oberflächeneigenschaften des Materials. Dieses Verfahren ist in hohem Maße anpassbar, da das Gasgemisch so eingestellt werden kann, dass verschiedene Schichtdicken und Härteverteilungen erreicht werden.Konventionelle Nitrierverfahren:
- Im Gegensatz dazu wird beim Gasnitrieren Ammoniakgas verwendet, um Stickstoff in das Material einzubringen, während beim Badnitrieren ein Salzbad mit Cyanidsalzen verwendet wird. Diese Verfahren erfordern in der Regel höhere Temperaturen und längere Behandlungszeiten als das Plasmanitrieren. Außerdem sind sie in Bezug auf die Bandbreite der zu behandelnden Werkstoffe und die Kontrolle der endgültigen Oberflächeneigenschaften eingeschränkt.Vorteile des Plasmanitrierens:
- Schnelligkeit: Das Plasmanitrieren ist schneller als herkömmliche Nitrierverfahren und verkürzt die Bearbeitungszeit.
- Kontrolle: Durch die präzise Steuerung von Temperatur und Atmosphärenzusammensetzung lassen sich die Oberflächenzusammensetzung, die Struktur und die Eigenschaften des Endprodukts besser kontrollieren.
- Umweltverträglichkeit: Es ist umweltfreundlicher, da es keine schädlichen Chemikalien wie Ammoniak oder Zyanidsalze benötigt.
Temperaturbereich:
- Das Plasmanitrieren kann bei niedrigeren Temperaturen (bis zu 350 °C) durchgeführt werden, wodurch die Verformung minimiert und die Kernfestigkeit des Materials erhalten bleibt.Nachteile des Plasmanitrierens:
- Oberflächenreinheit: Das Verfahren erfordert sehr saubere Oberflächen, um instabile Lichtbögen beim Erhitzen zu vermeiden.
- Reparatur von Bauteilen: Teile müssen möglicherweise repariert werden, um eine Überhitzung zu vermeiden.
- Chargenbeschränkungen: Bauteile ähnlicher Größe können aufgrund des Verhältnisses zwischen Leistung und Fläche nicht in der gleichen Charge behandelt werden.
Anschaffungskosten:
Die Anschaffungskosten für Plasmanitrieranlagen sind hoch.
