VM111 Materialen - vormgeven van dunne plaat.pdf - Induteq

49
Hoofdstuk 12
Oppervlaktebehandelingen
Ter verbetering van de oppervlakte-eigenschappen en met
name verhoging van de weerstand tegen slijtage, staat
een groot aantal mogelijkheden ter beschikking, zoals:
het elektrochemisch aanbrengen van beschermlagen
van bijvoorbeeld chroom of nikkel. Het voordeel van
het elektrochemisch aanbrengen van een beschermlaag
is onder andere de lage temperatuur waarop dit gebeurt,
waardoor de materiaalkeuze niet kritisch is (de temperaturen
zijn te laag om structuuromzettingen teweeg te
brengen).
Elektrochemisch aangebrachte lagen liggen echter op het
oppervlak, zodat bij de maatvoering hiermee rekening
moet worden gehouden. Bij gehard of veredeld staal
moet rekening worden gehouden met het mogelijk optreden
van waterstofbrosheid. Nadelen van elektrochemisch
aangebrachte lagen zijn de in het algemeen minder
goede hechting in vergelijking met de hierna genoemde
lagen en de relatief geringe weerstand tegen
schok- of stootbelastingen, zoals deze bijvoorbeeld bij
ponsen optreden.
diffusielagen zoals nitreer-, nitrocarboneer-, carboneeren
carbonitreerlagen. Dit zijn lagen die bij verhoogde
temperatuur worden aangebracht, waardoor de eigenschappen
van het basismateriaal mogelijk (ongunstig)
worden beïnvloed. Nitreertemperaturen lopen van 450
tot 520 ºC. Nitreren wordt bij voorkeur toegepast op
geharde of veredelde staalkwaliteiten welke voldoende
ontlaatbestendig zijn.
Nitrocarboneertemperaturen lopen van 550 tot 580 ºC.
De maatveranderingen bij het nitreren en nitrocarboneren
bedragen slechts 10 tot 20 µm. Maatveranderingen
tengevolge van het proces treden in principe nauwelijks
op, omdat er geen structuuromzettingen plaatsvinden.
Tengevolge van inwendige spanningen, ongelijkmatige
temperatuurverdeling tijdens opwarmen en afkoelen
kunnen wel vormveranderingen ontstaan. Het verdient
daarom aanbeveling vooraf spanningsarm te gloeien en
eventuele vormverandering te corrigeren.
Nitreer- en nitrocarboneerlagen worden in principe niet
nabewerkt, hooguit gepolijst.
Carboneren en carbonitreren vinden plaats op een temperatuur
boven de 850 ºC, gevolgd door een normale
hardingsbehandeling (afschrikken in olie of zoutbad).
De maatveranderingen bij het carboneren en carbonitreren
zijn daarom vergelijkbaar met die van een hardingsbehandeling.
PVD (physical vapour deposition) lagen; bij dit proces
worden op relatief lage temperatuur (circa 400 tot 500 ºC)
in het algemeen keramische lagen, zoals titaannitridelagen
aangebracht. Deze lagen zijn dun (1 tot 4 µm),
zeer hard en slijtvast.
CVD (chemical vapour deposition) lagen; ook bij dit proces
worden veelal keramische lagen, zoals titaancarbide
en titaannitride lagen aangebracht met een dikte van
enkele µm's. Het nadeel van dit proces is de hoge procestemperatuur,
nl. 750 tot 1.000 ºC, gevolgd door
harden, zodat met relatief grote maat- en/of vormveranderingen
rekening moet worden gehouden.
Wordt gebruik gemaakt van oppervlaktelagen, dan moet
worden bedacht dat deze lagen vooral de oppervlakteeigenschappen
wijzigen. Dit betekent dat het dragend
vermogen moet worden geleverd door het basismateriaal.
Is het dragend vermogen van het basismateriaal onvoldoende,
dat wil zeggen dat er onder de heersende belastingen
plastische deformatie optreedt, dan kan de aangebrachte
laag uitbreken (eierschaaleffect).
Bij de materiaalkeuze en eventuele warmtebehandeling
zal dus rekening moeten worden gehouden met het type
laag dat aangebracht gaat worden.