Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung von Kalibrier-Standards für hohe Stickstoff-Gehalte zur Optimierung physikalisch-chemischer Prüfmethoden nitrierter Stähle (N-Stanards)

Für eine gezielte Herstellung von Verbindungsschichten, ist nicht nur die Kenntnis über den Einfluss der Nitrierbedingungen auf die Nitrierschichtbildung essentiell, sondern auch eine exakte Prüfmethode für die zuverlässige Qualitätskontrolle. Die Quantifizierung von hohen Stickstoffanteilen mittels GDOES-Analyse stellt jedoch nach wie vor eine große Herausforderung dar, da bisher keine einheitlichen Kalibrierstandards für hohe Stickstoffanteile auf dem Markt erhältlich sind. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung von Kalibrierstandards für hohe Stickstoffgehalte, um die Aussagen physikalisch-chemischer Prüfmethoden an nitrierten Stählen zuverlässiger und vergleichbarer zu machen.

Mit Hilfe moderner Nitrier- und Beschichtungsverfahren und Verfahrenskombinationen, wie Nitrieren von Pulvern und der anschließenden Verarbeitung im LPBF-Prozess sollen hoch aufgestickte Proben als Kalibrierstandards hergestellt werden. Diese werden aufwändig metallografisch und röntgenografisch charakterisiert, um den genauen Stickstoffgehalt zu quantifizieren. Auf Basis der Voruntersuchungen werden schließlich Kalibrierstandards mit hohen Stickstoffgehalten hergestellt, die in Ringversuchen mit der Beteiligung der Unternehmen des projektbegleitenden Ausschusses hinsichtlich ihrer Messgenauigkeit bewertet werden.

Kalibrierstandards für hohe Stickstoffgehalte helfen KMU im Bereich Wärmebehandlung, nitrierte Bauteile deutlich exakter hinsichtlich der Qualität der durchgeführten Wärmebehandlung zu untersuchen und Kundenanforderungen gerecht zu werden. Die im Vorhaben zu entwickelnden Kalibrierstandards sind außerdem für Analytiklabore, Oberflächenbeschichter sowie Messgerätehersteller interessant, wo ebenfalls viele KMU vertreten sind. Es ist wahrscheinlich, dass sich der Nutzen der Kalibrierstandards nach weiteren Entwicklungen auch auf andere Messgeräte und Charakterisierungsmethoden übertragen lässt, so dass sich das Anwendungspotenzial noch deutlich vergrößert.