Das Nitrieren ist ein Verfahren zur Oberflächenhärtung von Stahl, bei dem Stickstoff in die Bauteiloberfläche eindiffundiert.
Die Prozesse Nitrieren und Nitrocarburieren werden in der Regel bei Temperaturen von 500 °C bis 580 °C und Behandlungszeiten von wenigen bis über hundert Stunden in einer Ammoniak-Atmosphäre durchgeführt. An der Werkstückoberfläche bildet sich eine sehr harte Verbindungsschicht aus Eisen- und Sondernitriden. Unter der Verbindungsschicht liegt die Diffusionszone, in der Stickstoff eingelagert ist, was die Dauerfestigkeit des Werkstoffs erhöht. Durch die Kombination aus Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit bietet das Nitrieren vor allem Vorteile für Bauteile, die hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie zum Beispiel Zahnräder, Kurbelwellen, Ventile oder Werkzeuge.
Das Nitrieren kann mit verschiedenen Verfahren durchgeführt werden, darunter auch das Gasnitrieren in einer Ammoniak-Atmosphäre. Für das Gasnitrieren eignen sich die Nabertherm-Retortenöfen der Reihe NRA KN.
Diese Öfen sind mit einer gasdichten Retorte aus warmfestem Stahl (optional Inconel) ausgestattet, um den sicheren Betrieb in einem Ammoniak/Wasserstoff-Gemisch zu gewährleisten.
Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Temperatur- und Gasverteilung sind die Öfen mit einem Atmosphärenumwälzer ausgestattet.
Für das Nitriergas verfügen die Öfen über einen Ammoniakanschluss (NH3) und einen Ammoniakspalter zum Verdünnen mit dissoziiertem Ammoniak (d-NH3). Somit ist kein separater Wasserstoffanschluss notwendig. Als Sicherheitsspülgas dient Stickstoff.
Das Inertisieren der Retorte erfolgt über eine Vakuumpumpe vor Prozessstart und nach Prozessende. Die Abgase werden in einer Fackel mit einem Erdgas- oder Propangaszündbrenner nachverbrannt. Zur Verkürzung der Prozessdauer kann der Ofen mit einem indirekten Kühlsystem heruntergekühlt werden.
Die Prozesssteuerung erfolgt auf Basis einer Siemens SPS mit Sicherheitsüberwachung (F-SPS) und einem aufgesetzten Nitrierreglermodul. Zur Regelung der Nitrierkennzahl KN wird ein Wasserstoffsensor verbaut (optional auch Kohlungskennzahl KC mit CO2-Anschluss und Sauerstoffsonde zum Nitrocarburieren).
Die Nabertherm Nitrieröfen NRA KN zeichnen sich durch hohe Sicherheit und große Variabilität aus. So stehen von kompakten Modellen für kleine Inhouse-Härtereien bis hin zu großen Produktionsöfen diverse Baugrößen zur Verfügung. Alternativ zu der NRA KN Ausführung als Kammer-Retortenofen bieten wir auch Ausführungen als Schacht-Retortenofen SRA KN an.