SolNit-A®. SolNit-M®. - Härterei Gerster AG
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Hightech bei <strong>Gerster</strong>:<br />
<strong>SolNit</strong>-A ® .<br />
<strong>SolNit</strong>-M ® .
Hightech bei <strong>Gerster</strong>:<br />
Die neuen Verfahren gegen Korrosion und Verschleiss.<br />
Schon seit langer Zeit besteht das<br />
Bedürfnis, korrosionsbeständige<br />
Stähle zu härten, um die Lebensdauer<br />
von Bauteilen, die hohen Belastungen<br />
wie auch Verschleissbeanspruchungen<br />
unterworfen sind, zu verlängern.<br />
Bei den meisten Anwendungsfällen geht<br />
es nicht nur darum, durch den Wärmebehandlungsprozess<br />
eine höhere Härte<br />
zu erzielen, sondern auch die Korrosionsbeständigkeit<br />
zu verbessern.<br />
Mit den neu entwickelten Verfahren<br />
<strong>SolNit</strong>A und <strong>SolNit</strong>M werden nun<br />
diese Anforderungen in verschiedenen<br />
Bereichen erfüllt.<br />
Die Vorteile.<br />
e Die Korrosions und Verschleiss<br />
beständigkeit nichtrostender Stähle<br />
wird durch <strong>SolNit</strong> weiter verbessert.<br />
e Dank milder Gasabschreckung<br />
günstiges Verzugsverhalten.<br />
e Die Randschicht steht unter<br />
Druckeigenspannungen.<br />
e Die Aufsticktiefe ist, je nach<br />
Anwendungsfall, zwischen 0,<br />
und 3 mm steuerbar.<br />
e Eine Randoxidation tritt nicht auf<br />
(N Atmosphäre).<br />
e Dünne Bohrungen und enge Bereiche<br />
werden gleichmässig tief hart.<br />
e Das Verfahren ist weder toxisch<br />
noch explosiv.<br />
Die Behandlungsanlagen.<br />
e Mehrere Vakuumöfen<br />
e Stickstoffdruck zwischen<br />
00 und 3000 mbar (abs) regelbar<br />
e Überdruckgasabschreckung bis<br />
0 bar Stickstoff<br />
e Nutzdimensionen: Länge 900 mm,<br />
Breite 900 mm, Höhe 750 mm
<strong>SolNit</strong>-Behandlungsanlage.<br />
3
Hightech bei <strong>Gerster</strong>:<br />
Was ist <strong>SolNit</strong>?<br />
Bei <strong>SolNit</strong>A und <strong>SolNit</strong>M handelt es<br />
sich um thermochemische Wärme<br />
behandlungsverfahren. Dabei werden<br />
korrosionsbeständige Stähle randauf<br />
gestickt. Diese Verfahren ermöglichen<br />
neue Eigenschaftskombinationen.<br />
Je nach Legierungsgehalt des Stahles<br />
und der Höhe des eingebrachten<br />
Stickstoffgehaltes liegen nach dem<br />
Abkühlen vor:<br />
e eine einsatzgehärtete Randschicht<br />
aus hartem Martensit, nach der<br />
<strong>SolNit</strong>MBehandlung oder<br />
e eine hochfeste, austenitische<br />
Randschicht hoher Zähigkeit,<br />
nach der <strong>SolNit</strong>ABehandlung.<br />
Das <strong>SolNit</strong>A.<br />
Bei diesem Verfahren werden austenitische<br />
Stähle wie . 30 , ferritaustenitische<br />
Duplexstähle wie . 6 oder weich<br />
martensitische Stähle wie . 8 behandelt.<br />
Durch die Behandlung wird eine<br />
hochstickstoffhaltige, zähe und hochfeste<br />
austenitische Randschicht mit hoher<br />
Korrosionsbeständigkeit erzeugt. Diese<br />
Eigenschaftskombination ist neu und<br />
führt zu einem hohen Widerstand gegen<br />
Erosion in aggressiver Umgebung.<br />
Das <strong>SolNit</strong>M.<br />
Beim Ausgangsmaterial handelt es<br />
sich um martensitisch oder ferritisch<br />
martensitische Cr bzw. CrMoStähle wie<br />
zum Beispiel . 0 . Durch die Behandlung<br />
wird eine harte Randschicht mit<br />
zähem Kern unter Beibehaltung oder<br />
sogar Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit<br />
erreicht. Es kann auch von einem<br />
Einsatzhärten mit Stickstoff gesprochen<br />
werden. Die erreichbaren Härtewerte<br />
liegen bei 660 bis 700 HV (58 bis 60 HRC).<br />
Ein solches Verfahren stand bisher nicht<br />
zur Verfügung.<br />
Die Abgrenzung zum Nitrieren.<br />
Korrosionsbeständige Stähle können<br />
plasmanitriert oder badnitriert werden.<br />
Dabei kommt es jedoch zu einer Ausscheidung<br />
von Nitriden aus dem Ferrit<br />
resp. Austenit. Diese verbrauchen Chrom<br />
und beeinträchtigen die Korrosions<br />
beständigkeit.<br />
Im Gegensatz dazu wird bei den<br />
<strong>SolNit</strong>A und <strong>SolNit</strong>MVerfahren in<br />
der Randschicht korrosionsbeständiger<br />
Stähle bei Temperaturen von 050 °C bis<br />
50 °C Stickstoff im Mischkristall gelöst.<br />
Danach wird so rasch abgekühlt, dass ein<br />
Ausscheiden von Nitriden unterbleibt.
Flansch aus W.Nr. 1.4435<br />
<strong>SolNit</strong>-A-behandelt.<br />
Drehteile aus W.Nr. 1.4104<br />
<strong>SolNit</strong>-M-behandelt.<br />
5
6<br />
Hightech bei <strong>Gerster</strong>:<br />
Die praktischen Anwendungen.<br />
Das <strong>SolNit</strong>A.<br />
Mit austenitischen Stählen wie zum<br />
Beispiel . 30 , . 35 und weiteren<br />
wurden bisher Behandlungen in den<br />
folgenden Anwendungsbereichen<br />
durchgeführt:<br />
e Medizintechnik<br />
e Zahnchirurgie<br />
e Implantate, beispielsweise Platten<br />
und Schrauben<br />
e Metallische Dichtungen in<br />
Chemieanlagen<br />
e Chemische Industrie<br />
e Papiererzeugung<br />
e Textilindustrie<br />
e Pumpen und Verdichterbau<br />
e Fleischverarbeitende Industrie<br />
e Teile für Haushalt und Architektur<br />
e Fahrzeugbau<br />
e usw.<br />
Regelkegel.<br />
Regelkegel aus austenitischem Stahl<br />
. 35 werden in verschiedensten<br />
Ventilen für Anlagen im Bereich der<br />
Lebensmittelverarbeitung eingesetzt.<br />
Mit anderen Verfahren veredelte<br />
Ausführungen führen zu einem vorzeitigen<br />
Ausfall. Mit der <strong>SolNit</strong>A<br />
Behandlung konnte die Einsatzdauer<br />
der Regelkegel entscheidend verlängert<br />
werden.<br />
Härteverlauf Regelkegel<br />
Das <strong>SolNit</strong>M.<br />
Bei <strong>SolNit</strong>M stehen bisher die Stähle<br />
. 0 , . 0 , . 0 , . 000 und . 0 6<br />
in folgenden Anwendungsbereichen im<br />
Vordergrund:<br />
e Automatenstahl für korrosions<br />
beanspruchte Teile im Maschinen<br />
und Apparatebau<br />
e Getriebe<br />
e Massenteile wie Schrauben,<br />
Bolzen, Muttern<br />
e Maschinen, Turbinen, Schiffsmaschinenbau<br />
e Medizintechnik<br />
e Schneidende und nicht schneidende<br />
chirurgische Instrumente<br />
e Pumpen und Verdichterbau<br />
e Dampf/Wasserarmaturen<br />
e Küchengeräte, Sportgeräte<br />
e Wasser und Dampfturbinenbau<br />
e Papier, Textil und Molkereimaschinen<br />
e Ketten<br />
Zahnräder.<br />
Zahnräder, Ø 30 mm, Modul .5, aus<br />
dem Material . 0 weisen nach der<br />
<strong>SolNit</strong>MBehandlung Oberflächenhärtewerte<br />
von 59 HRC, bei Kernhärtewerten<br />
von 5 HRC auf. Die Aufsticktiefe liegt<br />
bei 0,6 mm.<br />
Zusätzlich zur Verbesserung des Korro<br />
sionswiderstandes führt die um 30 HV<br />
( HRC) höhere Randhärte gegenüber<br />
der Kernhärte zu Eigenspannungs<br />
verteilungen, welche sich vorteilhaft<br />
auf die Dauerfestigkeit der Zahnräder<br />
auswirken.
Härteverlauf Zahnräder<br />
7
8<br />
Hightech bei <strong>Gerster</strong>:<br />
Die praktischen Anwendungen.<br />
Zustandsdiagramm berechnet<br />
nach ThermoCalc, Material X 0Cr 3<br />
(Uni Bochum).<br />
Die Verfahrensparameter.<br />
<strong>SolNit</strong>Behandlungen werden in speziell<br />
ausgerüsteten Vakuumöfen durchgeführt.<br />
Voraussetzung ist, dass eine Konvektionserwärmung<br />
bis 00 °C möglich ist. Der<br />
Stickstoffdruck muss variabel zwischen<br />
00 und 3000 mbar (abs) innerhalb<br />
von ± 0 mbar regelbar sein. Bei Aufsticktemperaturen<br />
wird eine Temperaturgleichmässigkeit<br />
von ± 0 °C unter N Gas<br />
Härteverlauf Flansche<br />
gefordert. Für das Abschrecken werden<br />
Drücke zwischen 6 und 0 bar benötigt.<br />
Die Behandlungstemperaturen liegen<br />
zwischen 050 und 50 °C, um die<br />
hohe Löslichkeit des Stickstoffs auszunützen.<br />
Dünne Bohrungen, Nuten.<br />
An Teilen mit Sacklochbohrungen oder<br />
dünnen und langen Bohrungen wurde<br />
festgestellt, dass über die ganze Länge<br />
der Bohrung praktisch identische Aufsticktiefen<br />
gemessen werden. In Rohren mit<br />
Bohrungsdurchmesser ,5 mm und einer<br />
Länge von mm werden sowohl an<br />
beiden Enden wie auch in der Mitte<br />
der Rohre einheitliche Aufsticktiefen<br />
gemessen. Dieses Verhalten ermöglicht<br />
im Zusammenhang mit der Aufstickgleichmässigkeit<br />
auch eine dichtere Chargierart.<br />
Flansche.<br />
Flansche, Ø 0 mm, aus dem Material<br />
. 0 , X CrMoS 7 weisen nach der<br />
<strong>SolNit</strong>MBehandlung Oberflächenhärte<br />
werte von 58 HRC auf, bei einer Kern<br />
härte von 35 HRC und einer Aufsticktiefe<br />
von ,5 mm.
Härteverläufe Dünne Bohrungen, Nuten<br />
9
0<br />
Hightech bei <strong>Gerster</strong>:<br />
Die praktischen Anwendungen.<br />
Die Korrosionstests.<br />
Von zahlreichen <strong>SolNit</strong>behandelten<br />
Teilen liegen positive Rückmeldungen<br />
seitens der Anwender im Zusammenhang<br />
mit dem Verschleiss und Korrosionsverhalten<br />
vor. Im Interesse von neutralen<br />
Untersuchungsergebnissen wurde bei<br />
Sulzer Innotec ein umfangreiches<br />
Testprogramm in Auftrag gegeben.<br />
Erste Ergebnisse liegen vor:<br />
Die Ergebnisse zeigen auf, dass<br />
der Korrosionswiderstand bei der<br />
<strong>SolNit</strong>behandelten Probe gegenüber<br />
den lösungsgeglühten bzw. gehärteten<br />
und angelassenen Proben erheblich<br />
gesteigert wird.<br />
<strong>SolNit</strong>A.<br />
Material: W. Nr. . 35<br />
Testmethode: Eintauchversuch<br />
nach DIN 50905, Dauer 7 Tage,<br />
in Schwefelsäure. Die Grafik<br />
zeigt einen um 96% geringeren<br />
Gewichtsverlust bei der <strong>SolNit</strong>A<br />
behandelten Probe.<br />
<strong>SolNit</strong>M.<br />
Material: W. Nr. . 0<br />
Analoger Test in Kochsalzlösung,<br />
Schwefelsäure und Meerwasser.<br />
Die Gewichtsverluste bei den mit<br />
<strong>SolNit</strong>Mbehandelten Proben liegen,<br />
je nach eingesetztem Medium,<br />
um bis 78% tiefer.
Schneidmesser aus W.Nr. 1.4021<br />
<strong>SolNit</strong>-M-behandelt.<br />
Flansch aus W.Nr. 1.4305<br />
<strong>SolNit</strong>-A-behandelt.
Hightech by <strong>Gerster</strong>.<br />
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