Diffusionshärtung

Diffusionshärtung ist ein thermochemisches Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem verwandte Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff oder Bor durch Diffusion in die Oberflächenzone eines Bauteils eindringen. Das Ziel ist eine harte, verschleißfeste Außenschicht, während das Innenmaterial unverändert bleibt. Die Diffusion erfolgt bei erhöhten Temperaturen in Diffusionsmedien wie Gas, Salzbad oder Festkörpern.

Zu den verbreiteten Verfahren zählen die Kohlenstoffdiffusionshärtung (Carburieren), die Stickstoffdiffusionshärtung (Nitrieren), das Carbonitrieren und das Borieren. Typischerweise entsteht eine harte Diffusionszone sowie eine ggf. formgebende Compound-Schicht, die die harte äußere Schicht bildet und fest mit dem Kern verbunden ist. Die erreichbare Härte und die Tiefe der Hartebene lassen sich durch Temperatur, Behandlungsdauer und Medium steuern.

Anwendungsgebiete sind Werkstoffe wie un- und niedriglegierte Stähle sowie legierte Stähle, die Bauteile wie Zahnräder, Kurbel- und Nockenwellen, Lager, Werkzeuge und Verschleißteile umfassen. Diffusionshärtung verbessert die Oberflächenhärte, die Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit, oft mit geringerer Verzug im Vergleich zur Vollhärtung.

Vorteile sind hohe Oberflächenhärte, verbesserte Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit, sowie die Möglichkeit, Härteprofilen gezielt zu gestalten. Nachteile umfassen längere Behandlungszeiten, mögliche Bildung spröder Compound-Schichten und den Bedarf an spezieller Ausrüstung. Insgesamt ist Diffusionshärtung eine effektive Methode, um Oberflächenbelastungen zu erhöhen, ohne das Bauteil vollständig zu verhärten.