Plasmadiffusionsbehandlung

Ein Modell des Fraunhofer IST während der Plasmadiffusionsbehandlung.
© Fraunhofer IST
Ein Modell des Fraunhofer IST während der Plasmadiffusionsbehandlung.

Verschleiß effektiv und effizient reduzieren – Plasmadiffusionsbehandlung am Fraunhofer IST

Die Diffusionsbehandlung ist ein thermochemischer Prozess zur Modifikation von Oberflächen, bei dem das gewünschte Element temperaturgetrieben in die Randzone des Bauteils eingebracht wird. Neben Gasen wie Stickstoff können auch Feststoffe wie beispielsweise Chrom verwendet werden. Durch die chemische Reaktion der Elemente mit dem Grundmaterial können die Materialeigenschaften in der Randzone gezielt eingestellt werden. Im Fokus stehen Härte und Verschleißbeständigkeit, aber auch Korrosionsbeständigkeit oder elektrische Leitfähigkeit gewinnen zunehmend an Bedeutung. 

Eigenschaftsprofil gezielt einstellen – Vom Labor bis in die Anwendung

Mittels Diffusionsverfahren können verschiedene Materialklassen vom hochfesten Werkzeugstahl, über austenitische Edelstähle bis hin zu Nichteisenmetallen wie Titan in der Randzone modifiziert werden. Durch die eindiffundierten Elemente wird ein weites Einsatzgebiet ermöglicht. Dieses reicht von tribologischen Anforderungen wie Reibwertreduzierung als auch Verschleiß- und Korrosionsschutz an Bauteilen oder Werkzeugen bis zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit. Gerne unterstützt das Fraunhofer IST Sie bei der Optimierung Ihrer Randzoneneigenschaften vom Labor bis zur Industriegröße.

Unsere Schwerpunkte und Kompetenzen

 

Nitrieren und Karburieren

 

Metalldiffusion

Ausgewählte Referenzprojekte

 

Potenziale der Diffusionsbehandlung

 

Nitriergerechte Auswahl von Warmarbeitsstählen

 

Prognosetool für Plasmanitrierprozesse

Plasmadiffusionsanlagen

Duplexbehandlungsanlage am Standort Dortmund.
© Fraunhofer IST
Duplex-Anlage für Plasmadiffusionsbehandlungen und Hartstoffbeschichtungen am Fraunhofer IST (Außenstelle: Dortmunder OberflächenCentrum DOC).

Am Fraunhofer IST stehen mehrere Plasmadiffusionsanlagen zur Verfügung, die sich hinsichtlich ihrer Größe, Behandlungsgase und Prozessführung unterscheiden. Dank der guten Skalierbarkeit können sowohl Flachproben im Labormaßstab als auch fertige Bauteile für die industrielle Anwendung gleichermaßen behandelt werden.

Spezifikationen / technische Daten

  • Substratmaterialien: Metalle
  • Flexible Behandlungstemperaturen im Bereich zwischen 350 °C und 600 °C (900 °C)
  • Entfernung und Vermeidung neuer Oxidschichten durch Plasmavorbehandlung im Vakuum
  • Randschichtmodifikation mit vers. Behandlungsgasen (BCl3, CH4, N2)
  • Nutzraum bis zu Ø 1000 mm x 1500 mm