Nitriding of Rolling Contact Races Translated title: Nitrieren von Bauteilen für Überrollbeanspruchung

Abstract

In the contact zone of overrolled races high stresses are acting. In order to get a sufficient rolling contact fatigue life, a high hardness in the depth of high material stresses is necessary. One possibility to achieve high hardness in a surface near zone in case of steels is nitriding. By one example of an application to polymer processing and another example of an application to aero engines is demonstrated, how races for overrolling can be realized by nitriding. By these examples the effect of tempering and nitriding parameters on the properties of the nitrided zone as hardness, residual stress and formation of the compound layer is demonstrated. Rig tests show, that overrolling properties of nitrided and case hardened layers can be similar.

Kurzfassung

Im Kontaktbereich überrollbeanspruchter Maschinenelemente wirken oberflächennah sehr hohe Spannungen. Für eine hinreichend lange Lebensdauer ist deshalb im Randbereich eine hohe Härte nötig, die neben Durchhärten oder Einsatzhärten bei einer Reihe von Anwendungen durch Nitrieren erzeugt werden kann. Am Beispiel eines Anwendungsfalles aus dem Anlagenbau und einem weiteren Anwendungsfall aus der Luftfahrt wird gezeigt, wie durch Nitrierverfahren überrollbeanspruchbare Bauteile realisiert werden können. Anhand dieser Beispiele wird dargestellt, wie das Vergüten und die Nitrierbedingungen wesentliche Eigenschaften der Randschicht wie Härte, Eigenspannungen und Struktur der Verbindungsschicht beeinflussen. Prüfstandversuche zeigen, dass Überrolleigenschaften nitrierter und einsatzgehärteter Teile vergleichbar sein können.