Ein neuer Ansatz zur Regelung von Plasmanitrierprozessen mittels Plasmanitrierkennzahl*

Abstract

KurzfassungDas Plasmanitrieren ist ein thermochemisches Wärmebehandlungsverfahren für Stahlbauteile, bei dem durch die Bildung einer Nitridschicht der Verschleißwiderstand, die Dauerfestigkeit und die Korrosionsbeständigkeit erhöht werden. Plasmanitrieren wird nach dem Stand der Technik mit festen Begasungsraten und Plasmaparametern durchgeführt. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass in der Plasmanitrieratmosphäre aus den Prozessgasen Stickstoff und Wasserstoff signifikante und charakteristische Mengen Ammoniak gebildet werden. Das Ziel dieser Untersuchungen ist es, daraus Grundlagen für eine Regelung abzuleiten. Hierzu wird der Einfluss einiger Plasmaparameter auf die Atmosphäre sowie auf die Bildung von Ammoniak beim Plasmanitrieren ermittelt. Der Ammoniakgehalt wird mittels geeigneter Analysatoren im Abgasstrom gemessen. Aus den Gasanteilen der Atmosphäre und des Abgases kann eine Plasmanitrierkennzahl berechnet werden, die mit der Nitrierkennzahl aus dem Gasnitrieren vergleichbar ist. Durch die Anwendung der Plasmanitrierkennzahl lassen sich die Nitrierergebnisse bezüglich der Bildung und Zusammensetzung der Verbindungsschicht geregelt einstellen.