Controlled nitriding and nitrocarburizing – state of the art
-
K.-M. Winter
Abstract
The process of gaseous nitriding is considered to be fully controllable by temperature and the nitriding potential. Most of the commercially used control systems are based on the Lehrer Diagram showing the relation between nitrogen-iron phases, temperature and the partial pressure ratio of ammonia and hydrogen. This is also reflected in the measuring equipment used to determine the nitriding potential. Lehrer's phase diagram was created out of the reactions between set gas mixtures of ammonia and hydrogen and pure iron powder. In industrial nitriding cycles, dealing with real materials and real parts, the results often do not match the expectations. This paper will try to explain the parameters that have to be taken into account and how to measure, set and control the nitriding and carburizing potentials by giving an overview of the available equipment.
Kurzfassung
Der Prozess des Gasnitrierens wird als vollständig kontrollierbar über die Temperatur und das Nitrierpotenzial betrachtet. Die meisten der kommerziell verwendeten Regelsysteme basieren auf dem Lehrer-Diagramm, welches die Abhängigkeit zwischen den Stickstoff-Eisen-Phasen, der Temperatur und dem Partialdruckverhältnis zwischen Ammoniak und Wasserstoff zeigt. Dies spiegelt sich auch in der Messeinrichtung wider, die zur Bestimmung des Nitrierpotenzials verwendet wird. Lehrer entwickelte sein Phasendiagramm aus den Reaktionen zwischen festen Gasmischungen aus Ammoniak und Wasserstoff mit Eisenpulver. In industriellen Nitrierprozessen, die echte Teile aus Stählen behandeln, entsprechen die Ergebnisse oftmals nicht den Erwartungen. Der Artikel wird versuchen die Parameter zu benennen, die dazu beachtet werden müssen, und wie diese mit der heute zur Verfügung stehenden Ausrüstung gemessen, eingestellt und geregelt werden können.
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