Nitrieren von Bauteilen für Bearbeitungszentren

Drehen, bohren und fräsen: In modernen Bearbeitungszentren werden diese Arbeitsschritte hochdynamisch bei hohen Schnittdaten ausgeführt. Die Komponenten, eines Bearbeitungszentrums müssen hohen Beschleunigungs- und Schnittkräften standhalten. Besonders die Kernkomponenten wie Spindel, Schlittenführungen, Werkstück- und Werkzeugwechsler sind hochbelastet.

Damit diese verschleiß- und korrosionsbeständig sind und trotz Verschmutzungen eine lange Lebensdauer aufweisen, werden die Bauteile wärmebehandelt. Das Nitrieren hat sich als besonders praktikabel erwiesen, da dieser Prozess besonders verzugsarm ist und für eine hohe Passgenauigkeit sorgt. Nitrieren bietet noch weitere Vorteile:

Festigkeit dort, wo sie gebraucht wird
Spindeln und Werkzeugaufnahmen sind hohen Druckbelastungen ausgesetzt. Unbehandelt werden sich diese Komponenten unter Belastung sehr leicht verformen. Eine gezielte Nitrierung steuert dem entgegen und erhöht den Verformungswiderstand und gewährleistet eine hohe Biegewechselfestigkeit, ohne dass das Grundgefüge beeinflusst wird. Sollte das Grundgefüge aus Festigkeitsgründen zusätzlich eine Härtung benötigen, ist die Kombination aus Vakuumhärten und anschließender Nitrierung die Lösung.

Prozessparameter individuell einstellbar
Flansche, Paletten zum Aufspannen der Werkstücke, Werkzeugaufnahmen oder ähnliche Bauteile besitzen viele Gewindebohrungen. Beim Plasmanitrieren ist es durch die Einstellung der Prozessparameter möglich, Gewindebohrungen gezielt nicht zu nitrieren.

Duktilität trotz Härte
Diese Anforderung ist typisch für Komponenten von Bearbeitungszentren. Verschmutzungen führen oft zu Oberflächenbeschädigungen und damit Ungenauigkeiten oder einer verkürzten Lebensdauer. Eine nitrierte Randzone wirkt dem entgegen, ohne die Zähigkeit des Grundmaterials zu beeinflussen.

Nitrieren und beschichten
Zerspanungswerkzeuge werden üblicherweise PVD (Physical Vapour Deposition) oder PACVD (Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition) beschichtet. Damit diese harte Schicht perfekt am Grundmaterial haftet und bei Punktbelastungen nicht einbricht („Eierschaleneffekt“), wird die Nitrierung vorab als Stützschicht herangezogen und liefert eine optimale Grundlage.

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