Forschung in der thermochemischen Oberflächenbehandlung
Vor Kurzem wurden thermochemische Oberflächenbehandlungsverfahren zur metallurgischen Veränderung der Struktur und Eigenschaften von Metallkomponenten vorgestellt. Damit sind bei diesen Komponenten möglicherweise eine erhöhte Spannungsfestigkeit, bestimmte Härteeigenschaften oder sogar eine modifizierbare Zusammensetzung realisierbar. Die Anwendung der vielseitigen, umweltfreundlichen und kosteneffektiven Plasmatechnologie bei der thermochemischen Oberflächenbehandlung könnte sowohl den Prozesswirkungsgrad als auch die Zuverlässigkeit des Produkts verbessern. Die zusätzliche Verwendung von Seltenen Erden in diesen Techniken bietet ein großes Potenzial für die weitere Verbesserung dieser Technologie, auch wenn diese bislang noch nicht erprobt wurden. Zu diesem Zweck wurde in diesem Vierjahresprojekt eine Familie von drei Technologien zur thermochemischen Plasma-Oberflächenbehandlung untersucht. Dazu gehörten das DC-Plasma-Nitrieren (DC Plasma Nitriding, DCPN), das Active-Screen-Plasmanitrieren (Active-Screen Plasma Nitriding, ASPN) und das PI3-Nitrieren (Plasma Immersion Ion Implantation Nitriding). Die Untersuchungen führten zu bedeutenden Ergebnissen, die revolutionäre Entwicklungen auf dem Gebiet der industriellen thermochemischen Plasmabearbeitung ermöglichen könnten. Angesichts der vorliegenden und außerordentlich detaillierten Untersuchungen der komplexen ASPN-Technologie hat diese bei den Industriebetrieben inzwischen weit gehende Akzeptanz gefunden. In ähnlicher Weise wurde die optische Emissionsspektroskopie (Optical Emission Spectrometry, OES) als die vielleicht genaueste Technik zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung für die leistungsfähige PI3-Nitriertechnologie identifiziert. Die Projektarbeit könnte zu dauerhafteren und zuverlässigeren Produkten führen, die in sicheren, umweltfreundlichen und kosteneffektiven Prozessen hergestellt werden. Insbesondere Betrieben der Stahlindustrie könnten die Plasma-Nitrierverfahren nachhaltig zu großen Energieeinsparungen und größerer Effizienz verhelfen. Da die Oberflächentechnik zu einem immer entscheidenderen Faktor in Design und Marketing wird, könnten diese Ergebnisse zur Realisierung praktikabler Lösungen für die industriellen Probleme genutzt werden.
