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Härten und Verschleißreduzieren austenitischer Edelstähle

Ein oft auftretendes Problem ist die geringe Härte und Verschleißfestigkeit von rostfreien austenitischen Edelstählen.
Um dieses zu beheben, können Edelstähle mit einergiereichen Stickstoffionen aus einem gepulsten Plasma bei moderaten Prozesstemperaturen unterhalb 400 °C, behandelt werden.

             
Das innovative Verfahren beruht auf dem Prinzip der Plasma-Immersions-Ionen-Implantation. In einer Vakuumkammer wird ein Plasma erzeugt, welches das darin befindliche Werkstück homogen umschließt. An das Werkstück werden negative Hochspannungspulse (5...50 kV, 10...100 µs) angelegt, wodurch Ionen aus der Plasmarandschicht zur Substratoberfläche hin beschleunigt und dort implantiert werden. Im Gegensatz zu alternativen Verfahren wird infolge der moderaten Prozesstemperaturen (kleiner 400 °C) die Chromnitridbildung unterbunden. Damit bleibt die Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls gewahrt.

 

Bei Anwendung dieses Verfahrens ergeben sich folgende Vorteile:

• Erhöhung der Härte und erhebliche Verringerung des mechanischen Verschleißes bei unveränderter Korrosionsbeständigkeit
• Härtesteigerung um Faktor 2 bis 3
• Verschleißverbesserung bis auf das 1000-fache
• Veredlungstiefe bis 50 µm durch in-situ-Diffusion von Stickstoff während der Behandlung

           

Wissenschaftlicher Ansprechpartner: Prof. Dr. Andreas Kolitsch