5. Anwendungsbeispiele

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In der gesamten Kunststoffverarbeitung trifft man heute auf plasmanitrierte Maschinenteile und Werkzeuge. Die Anwendungspalette reicht von Schnecken, Zylindern, Düsen, Rückstromsperren, Schneidmessern für die Granulatherstellung über Kalanderwalzen bis hin zu Spritzgieß-, Blas- und Presswerkzeugen. Kunststoffverarbeitungswerkzeuge werden bereits in großen Mengen plasmanitriert. Bei großen Werkzeugen bietet das Verfahren besondere Vorteile. Die Werkzeuge werden auf Endmaß gefertigt und im vorpolierten Zustand plasmanitriert, danach fertig poliert und eingesetzt. Das Härten oder Einsatzhärten solcher Teile ist wegen der Verzugsgefahr und dem damit verbundenem großen Aufwand an Nacharbeit nicht geeignet. Vergütungsstähle mit Festigkeiten von 900 bis 1100 N/mm2 lassen sich gut zerspanen und bieten außerdem für die Erzeugung und für die Stützung einer Plasmanitrierschicht ein homogenes Gefüge. Anders als beim Härten und Einsatzhärten wird eine Gefügeumwandlungstemperatur nicht überschritten. Maßänderungen sind sehr gering und liegen meist im Bereich weniger MÜE-m, so dass man sie vernachlässigen könnte. Um die Verzugsarmut auch bei großen und dünnwandigen Werkzeugen zu erzielen, ist es nötig, die durch die Bearbeitung entstandenen Eigenspannungen durch Spannungsarmglühen bei ca. 600°C zu beseitigen.

Ein weiterer Grund für die Maßbeständigkeit ist das langsame Aufheizen und das Abkühlen im Vakuum der Plasmanitrieranlage. Besonders bei Werkstücken aus Kalt- oder Warmband (Getriebe usw.) ein wichtiger Punkt.

Je nach Druckbeanspruchung der Werkzeuge ist es möglich, dass die Kernfestigkeit der Vergütungsstähle nicht ausreichend ist und daher Stähle mit größerer Kernfestigkeit Anwendung finden (z. B. Schmiedegesenke, Aluminium - Strangpressmatrizen). Es werden hier in der Regel durchhärtende Stähle z.B. X40CrMoV5 1 (=1.2344) oder Schnellstahl eingesetzt. Die Bearbeitungstemperatur beim Plasmanitrieren wird entsprechend der Anlasstemperatur angepasst.

Durch das Abkühlen im Vakuum der Plasmanitrieranlage bleiben die Werkzeuge sauber und ein Waschen oder sonstiges Reinigen entfällt. Es kommt lediglich zu einer gewissen Rauheitszunahme, die durch Polieren wieder rückgängig gemacht wird.

Je nach Beanspruchung der Werkzeuge genügt es in einigen Fällen, wenn nur die Einsätze plasmanitriert werden. Bohrungen bis hinab zu einem Durchmesser von 2 mm lassen sich mitbehandeln, wenn sie Durchgangsbohrungen sind. Dadurch ist eine Behandlung aller Flächen und Löcher gewährleistet.

Ein weiterer wichtiger Vorteil des Plasmanitrierens ist die Möglichkeit der partiellen Behandlung der Teile. Mit einfachen Mitteln wird  der nicht zu nirtierende Bereich abgedeckt. Dies kann mit Pasten, Blechen oder ähnlichem erfolgen. Bei Serienteilen kann dafür auch teilweise die Chargiervorrichtung genutzt werden.