Beiträge
Randschichtumschmelzlegieren und Nitrieren
News
Erhöhung der tribologischen Beanspruchbarkeit von Aluminiumwerkstoffen durch die Kombination von Randschichtumschmelzlegieren und Nitrieren
Der Oberfläche von Bauteilen aus Aluminiumlegierungen werden durch ein Plasmanitrieren erheblich verbesserte tribologische Eigenschaften verliehen. Die dünnen, harten Aluminiumnitridschichten versagen jedoch bei hohen Flächenpressungen durch die plastische Verformung des weichen Al-Substrates.
Um nitrierte Al-Legierungen auch für tribologisch hohe Beanspruchungen nutzbar zu machen, sind zusätzliche Maßnahmen zur Abstützung der Nitridschicht notwendig. Dafür eignen sich hervorragend thermische Elektronenstrahl(EB) - Flüssigphasenbehandlungen wie das EB-Umschmelzlegieren (EBUL). Dabei werden durch das lokale Einlegieren eines geeigneten Zusatzstoffes die chemische Zusammensetzung der Randschicht modifiziert und neuartige, beanspruchungsgerechte Randschichten erzeugt. Die Kombination des EBUL mit dem Plasmanitrieren verbindet eine tief reichende Randschichtverfestigung mit der Erzeugung einer dünnen, harten Schicht und ermöglicht so die Herstellung gradierter Randschichtverbunde. Diese Verfahrenskombination, bestehend aus EB-Umschmelzlegieren mit Kupfer-, Nickel- und Eisen-Basis-Zusatzstoffen und Plasmanitrieren, wurde am Beispiel einer Al-Guss-(AlSi10Mg) bzw. Knetlegierung (AlMg4,5Mn0,7) untersucht. Der Fokus der Untersuchungen lag dabei auf der Bewertung der metallurgischen Kompatibilität beider Prozesse im Hinblick auf die thermische Stabilität der EBUL-Schichten bei Nitriertemperatur (470 °C) und deren Eignung für die Erzeugung einer Nitridschicht durch das nachfolgende Plasmanitrieren. Die durchgeführten Verschleißversuche verdeutlichen das Potenzial dieser Duplexbehandlung für Al-Legierungen.
Von A. Dalke | A. Buchwalder | H.-J. Spies | M. Klemm | H. Biermann
Erschienen in HTM - Journal of Heat Treatment and Materials 01/2012, Seite 13-21
