Nitreringsmetoder

Nitreringsmetoder

Vid Stén delas nitreringsmetoderna in i fyra huvudgrupper: karbonitrering, svartnitrering, Black Pro Plus-metoden samt lång nitrering, det vill säga gasnitrering.

Karbonitrering

Den vanligaste nitreringsmetoden idag är fyratimmars karbonitrering (4 h effektiv processtid, total behandlingstid cirka 10–12 h). Metoden ökar ythårdheten och förbättrar de mekaniska egenskaperna. Karbonitreringen utförs vid låg temperatur (570 °C), vilket medför mycket små måttförändringar. Därför kan processen användas för färdiga eller nästan färdiga komponenter. Behandlingstiden kan anpassas, men vi rekommenderar en behandlingstid på fyra timmar (4 h). Längre tider, till exempel 8–12 h, är också möjliga.

Vid karbonitrering tillförs kväve och kol till stålets yta, vilket bildar ett hårt och tunt föreningsskikt av karbonitrider med en typisk tjocklek på 15–25 µm (CLT). Under detta skikt finns ett tjockare diffusionsskikt. Tillsammans utgör de nitreringsdjupet (NHD), som vanligen är cirka 0,25 mm. Föreningsskiktet förbättrar hårdheten, slitstyrkan och glidegenskaperna. Därför bör eventuell slutslipning göras med försiktighet, med hänsyn till ytans tjocklek (CLT). Diffusionsskiktet under ytan fungerar som ett bärande lager och förbättrar komponentens mekaniska hållfasthet.

Svartnitrering

När man vill förbättra ytans korrosionsbeständighet utförs fyratimmars karbonitrering med en modifierad metod – kallad svartnitrering. Denna metod ger en svart, estetiskt tilltalande yta och ökar korrosionsmotståndet.

Black Pro Plus

För ännu bättre korrosionsbeständighet används Black Pro Plus-metoden. Den liknar svartnitrering till utseendet men ger en mörkare yta och avsevärt bättre korrosionsskydd. Föreningsskiktet (CLT) är tjockare och tätare än vid svartnitrering, vilket också förbättrar slitstyrkan och hårdheten.

De stålsorter som lämpar sig för karbonitrering, svartnitrering och Black Pro Plus-metoden är:

• Seghärdningsstål (oftast bästa valet, nitreras vanligtvis i QT-leveranstillstånd)
• Toolox 33 och 44 (lämpliga för karbonitrering i leveranstillståndet)
• Nitrerstål
• Konstruktionsstål (t.ex. S355, nitreras alltid i leveranstillståndet, helst normaliserat)
• Sätthärdningsstål (nitreras alltid i leveranstillståndet utan härdning)
• Verktygsstål (t.ex. Böhler W302, nitreras härdat, med en härdhårdhet på högst 50 HRC)

Dessa stålval ger minimala måttförändringar, men spänningsavlastningsglödgning rekommenderas före nitrering om delen har stora eller asymmetriska bearbetningsspänningar. Även för långa eller komplicerade former är spänningsavlastning nödvändig. Den bör utföras efter grovbearbetning och före finbearbetning och nitrering.

Lång nitrering (gasnitrering)

Lång nitrering ger vanligtvis komponenten högre hårdhet och större nitreringsdjup (NHD) jämfört med karbonitrering. Även de mekaniska egenskaperna förbättras – det större djupet innebär bättre yttryckhållfasthet och böjhållfasthet. Processens temperatur är 520 °C, vilket ger mycket små måttförändringar. Behandlingstiden kan justeras, men vi rekommenderar 30–50 timmar. Under nitreringen tillförs kväve till stålets yta, och skikttjockleken beror på processtid och stålsort. Typiskt uppnås ett nitreringsdjup på 0,3–0,5 mm (NHD), där 50 timmars behandling ger omkring 0,5 mm skikttjocklek. Det ytliga föreningsskiktet hålls så tunt som möjligt.

Lång nitrering lämpar sig bäst för följande stål:

• Seghärdningsstål (42CrMo4+QT och 34CrNiMo6+QT)
• Nitrerstål (t.ex. Böhler V820)
• Toolox 33 och 44