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      Entwicklung von Prozessen zum Tiefnitrieren von Zahnrädern* Translated title: Design of Deep Nitriding Treatments for Gears

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          Kurzfassung

          Durch Nitrieren kann die Beanspruchbarkeit von Zahnrädern, insbesondere die Flanken- und Zahnfußtragfähigkeit, signifikant gesteigert werden. Die Dauerfestigkeit und damit die Lebensdauer nitrierter Bauteile steigen mit zunehmender Nitriertiefe, wobei die benötigte Nitriertiefe abhängig von der Größe der Verzahnung ist. In der Praxis wird eine Nitrierhärtetiefe (NHD bzw. Nht) von etwa 0,6 mm als Grenzwert angesehen, sodass mit zunehmender Größe der Verzahnung überwiegend das Einsatzhärten Anwendung findet. Beim Tiefnitrieren werden Nitrierhärtetiefen von etwa 0,8-1,0 mm angestrebt, daher ist durch diese Behandlung eine deutliche Steigerung der Belastbarkeit der nitrierten Zahnräder bei mittlerer und größerer Verzahnung zu erwarten. Tiefnitrierte Zahnräder bieten aufgrund der höheren Nitrierhärtetiefe im Vergleich zu konventionell nitrierten Zahnrädern ein besseres Tragfähigkeitsverhalten und sind auch für den Einsatz im Trockenlauf und bei Mangelschmierung sowie bei Einsatztemperaturen oberhalb der Anlasstemperatur des Einsatzhärtens geeignet. Wegen der im Vergleich zum Einsatzhärten geringeren Behandlungstemperaturen zum Erreichen vergleichbarer Härtetiefen müssen beim Tiefnitrieren lange Behandlungsdauern in Kauf genommen werden. Mithilfe von Kurzversuchen zum Anlass- und Nitrierverhalten verschiedener Stähle wurden werkstoffabhängig Prozesse zur Erzeugung hoher Nitrierhärtetiefen entwickelt. Dabei wurde auf eine mehrstufige Prozessgestaltung gesetzt, um die Verbindungsschichtdicke und die Veränderung der Festigkeit durch Anlasseffekte zu kontrollieren.

          Abstract

          The load capacity of gears, especially the flank and root capacity, can be significantly increased by a nitriding treatment. The fatigue strength and the lifetime of nitrided components increase with increasing nitriding depth. The nitriding depth required depends on the size of the gearing. In practice, a nitriding hardness depth (NHD or Nht) of about 0.6 mm is considered as a limit, so that with increasing size the gearings are predominantly case hardened. Deep nitriding means that the nitriding hardness depth is about 0.8-1.0 mm, so a significant increase in the capacity of nitrided gearings in medium and large size is expected by this treatment. Due to the higher nitriding hardness depth, deep nitrided gears offer a better bearing capacity compared to conventionally nitrided gears. They are also suitable for use in dry running, lack of lubrication, and use at operating temperatures above the typical annealing temperatures of case hardened gears. Because of the lower treatment temperatures during deep nitriding compared to case hardening long treatment times must be taken into account in order to achieve comparable hardness depths. By experiments with short treatment times, the annealing and nitriding behavior of various steels was investigated and afterwards material dependent processes were developed to produce high nitriding depths. The focus was on a multi-stage process design in order to control the compound layer thickness and the change in core strength due to annealing effects.

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            Vergleich von thermochemischen Behandlungsverfahren mit und ohne Gefügeumwandlung

             U. Reese (2000)
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              A Study of the Nitriding Process Effect of Ammonia Dissociation on Case Depth and Structure

               C. Floe (1944)
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                Author and article information

                Journal
                htme
                HTM Journal of Heat Treatment and Materials
                Carl Hanser Verlag
                1867-2493
                2194-1831
                14 December 2015
                : 70
                : 6
                : 276-285
                Affiliations
                1 Stiftung Institut für Werkstofftechnik, Badgasteiner Str. 3, 28359 Bremen
                2 Stiftung Institut für Werkstofftechnik, Bremen
                3 Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, München
                Author notes
                [*]

                Vortrag von Stefanie Hoja auf dem HK2015, dem 71. HärtereiKongress, 28.-30. Oktober 2015 in Köln.

                4 shoja@ 123456iwt-bremen.de (Kontakt/Corresponding author)
                Article
                HT110271
                10.3139/105.110271
                © 2015, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 13, Pages: 10
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
                Categories
                Fachbeiträge/Technical Contributions

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