Carbonitrieren
Was ist Carbonitrieren?
Das Carbonitrieren ist eine Variante und Erweiterung des Einsatzhärtens. Neben Kohlenstoff wird beim Carbonitrieren zusätzlich Stickstoff in die Randschicht eingelagert.
Dadurch verbessern sich die Härtbarkeit, die Anlassbeständigkeit und das Verschleißverhalten der behandelten Oberfläche.
Das Verfahren eignet sich besonders für unlegierte und niedriglegierte Stähle, bei denen durch den kombinierten Diffusionsprozess eine gleichmäßig harte, dichte und belastbare Randschicht entsteht.
Wie funktioniert Carbonitrieren?
Beim Carbonitrieren werden die Werkstücke in einer kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Ofenatmosphäre auf Diffusionstemperatur gebracht.
Bei Temperaturen ab etwa 800 °C diffundieren Kohlenstoff und Stickstoff gleichzeitig in die Randzone des Werkstücks.
Im Anschluss erfolgt das Aufheizen auf Härtetemperatur und das Abschrecken im Ölbad.
Diese Kombination sorgt für eine feine, zunderfreie und verschleißfeste Oberfläche mit hoher Maßhaltigkeit.
Durch die Stickstoffzugabe wird die Stabilität des Restaustenits erhöht, was zu einer verbesserten Dauerfestigkeit und Anlassbeständigkeit führt.
Das Carbonitrieren ermöglicht dadurch auch die Härtung von unlegierten Baustählen mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,2 %.
Technische Vorteile und Anwendungsdetails des Carbonitrierens
Vorteile des Carbonitrierens
Verbesserung der Härtbarkeit der aufgekohlten Randschicht
Stabilisierung des Restaustenits
Erhöhung der Anlassbeständigkeit der Randschicht
Deutlich verbessertes Verschleißverhalten
Hohe Maßhaltigkeit und Reproduzierbarkeit
Robustes und bewährtes Verfahren für Serienfertigung
Werkstoffe und Anwendungsdetails
Verwendung von kohlenstoffarmen Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,25 %
Typische Stahlsorten: Automatenstähle, C10, 16MnCr5, 18CrNi8, 20MoCr4, 25MoCr4
Geeignet für unlegierte Baustähle mit Kohlenstoffgehalt < 0,2 %
Erzielbare Ausgangshärten bis zu 63 HRC
Standardmäßige Carbonitrierhärtetiefe: 0,1 bis 0,8 mm
Weichzonen können mechanisch oder mit Kupferpaste erzeugt werden
Bevorzugtes Verfahren für Getriebe- und Maschinenbau
Technische Spezifikationen
Chargengrößen: bis max. Breite 800 mm × Tiefe 1.200 mm × Höhe 800 mm
Maximales Chargengewicht: bis 2 t
Prozesstemperatur: ab 800 °C
Härtetiefe: 0,1 – 0,8 mm (abhängig von Werkstoff und Prozesszeit)
Typische Anwenderbranchen
Maschinenbau, Antriebstechnik, Getriebehersteller, Werkzeugbau
FAQ – Häufige Fragen zum Carbonitrieren
Worin liegt der Unterschied zwischen Carbonitrieren und Einsatzhärten?
Beim Carbonitrieren wird zusätzlich zum Kohlenstoff auch Stickstoff in die Randschicht eingebracht. Dadurch verbessert sich die Härtbarkeit und die Anlassbeständigkeit steigt deutlich.
Welche Werkstoffe eignen sich besonders für das Carbonitrieren?
Vor allem unlegierte oder niedriglegierte Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,25 %, wie C10, 16MnCr5 oder 18CrNi8.
Wie tief ist die carbonitrierte Schicht?
Typische Härtetiefen liegen zwischen 0,1 und 0,8 mm, abhängig von Werkstoff und Prozessdauer.
Welche Vorteile bietet das Carbonitrieren gegenüber dem Einsatzhärten?
Durch die Stickstoffzugabe wird eine bessere Oberflächenhärtung auch bei niedriglegierten Stählen erreicht, zudem erhöht sich die Anlassbeständigkeit und der Verschleißschutz.
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