Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Hartstoffschicht beschichteten Metallbauteils, das die Verfahrensschritte Aufbereiten eines Trennmittels, Zufügen des aufbereiteten Trennmittels zu einer Pulvermischung, Bereitstellen der Pulvermischung, Bereitstellen des Substrats aus Metall, Heizen des Pulvers und des Substrats in einer Heizvorrichtung, Abscheiden einer Schicht auf dem Substrat, wobei die Schicht eine höhere Härte aufweist als das Substrat, und Abkühlen des Substrats, sowie ein Metallbauteil mit einer Hartstoffschicht.

Stand der Technik

Gelenkketten mit jeweils über ein Kettengelenk miteinander verbundenen Kettengliedern sind in vielfältiger Form im Einsatz. Im Betrieb als Antriebs- oder Förderketten wird insbesondere der Bereich der Kettengelenke so stark beansprucht, dass ein Bedarf an einer verschleißbeständigen Lagerfläche besteht. Auch ist es insbesondere im Hinblick auf hohe Stückzahlen sinnvoll, aufwändige Lösungen durch kostengünstige Beschichtungsverfahren und -prozesse zu ersetzen.

DE 10 2005 047 449 A1 stellt eine verschleissverbesserte Gliederkette vor, deren Kettenbolzen bzw. Kettenhülsen mit Hartstoffbeschichtungen versehen sind. Diese Beschichtungen sind mittels PVD-Verfahren (PVD: Physical Vapour Deposition) aufgebracht. Die Hartstoffschicht weist eine Dicke von 1 bis 10 pm auf und kann weiterhin mit einer Gleitstoffschicht, z.B. PTFE, umgeben sein.

In der Schrift DE 10 2006 052 869 A1 wird eine Gliederkette beschrieben, deren Gelenkfläche des Bolzens und der Hülse mit einer PVD-Hartstoffschicht versehen ist. Dabei bestehen Bolzen und Hülse aus einem hochkohlenstoffhaltigen Stahl mit einem Kohlenstoffanteil zwischen 0,4 Gew.-% und 1 ,2 Gew.-%.

DE 10 2011 006 294 A1 stellt ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten beschichteten Metallbauteils vor. Das Metallbauteil wird zur Anreicherung von Kohlenstoff und/oder Stickstoff in der Randschicht wärmebehandelt und danach auf eine Temperatur unterhalb der Martensitbildung abgeschreckt. Dann wird das Metallbauteil auf eine höhere Temperatur angelassen als die Temperatur, bei der der nachfolgende Beschichtungsprozess stattfindet. Die Beschichtung selbst erfolgt durch CVD- oder PVD- Verfahren (CVD: Chemical Vapour Deposition).

In DE 10 2013 222 244 A1 wird eine Kettenlasche für eine Kette beschrieben, die mit einer reibungsmindernden tribologischen Beschichtung versehen ist. Die Beschichtung wird durch PVD- oder PACVD-Verfahren aufgetragen.

DE 10 2016 215 709 A1 zeigt Kettenkomponenten wie Hülsen, Laschen, Bolzen und Rollen aus Stahl, die mit einer verschleissmindernden CrN-Schicht versehen sind. Die CrN-Schicht wird durch ein CVD-Verfahren hergestellt. Der Stickstoff wird dabei aus dem ggf. vor der Behandlung nitrierten Stahl bezogen.

Ein Gelenk für eine Rollen- oder Hülsenkette wird in WO 2014019699 A1 vorgestellt. Eine nitridische oder karbidische Hartstoffschicht wird mittels PVD- oder CVD-Verfahren auf das Gelenk aufgetragen.

Die genannten Lösungen zur Herstellung eines gehärteten beschichteten Metallbauteils weisen Nachteile auf. PVD-Verfahren benötigen einen Arbeitsdruck von 10-4 bis 10 Pa und werden bei Arbeitstemperaturen von abhängig von der Art der Beschichtung bei mehreren hundert °C betrieben. PVD-Verfahren stellen also hohe Anforderungen an die Beschichtungskammer. Außerdem sind sie nicht schüttgut-tauglich. Substrat und abzuscheidendes Material (Target) sind räumlich in der Beschichtungskammer getrennt. PVD-Verfahren sind sog. Sichtlinienprozesse, d.h. nur die vom Target aus sichtbaren Flächen werden beschichtet. Innen liegende Flächen oder Bohrungen werden dünner beschichtet. Bei den Pulverfahren besteht demgegenüber das Problem, dass die Diffusion von Kohlenstoff in die Hartstoffschicht zur Bildung von Karbiden führt. Da aber Nitride und hier insbesondere Chromnitrid im Hinblick auf den Verschleiß deutlich bessere Lebensdauern des Bauteils im Betrieb verspricht, gilt es, die Bildung von Nitriden insbesondere in den oberflächennahen Bereichen zu verbessern. Dies gelingt den im Stand der Technik vorgestellten Lösungen in keiner Weise.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gehärtetes nitrid-beschichtetes Metallbauteil bereitzustellen, das eine hohe Qualität und Lebensdauer in der Hartstoffschicht aufweist und einfach und kostengünstig in einem Massenproduktionsproduktionsprozess herzustellen ist, die Beschichtung von hohen Stückzahlen pro Zeiteinheit ermöglicht und kostengünstig zu betreiben ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Kettenkomponente einer Kette zur Übertragung einer Kraft ist mit einer Hartstoffschicht beschichtet. Die Kettenkomponente weist ein Substrat auf Stahlbasis sowie eine Hartstoffschicht an einer Außenseite des Substrates auf. Die Hartstoffschicht ist so ausgebildet, dass sie Metallnitride aufweist. Insbesondere nimmt erfindungsgemäß die Massekonzentration von Kohlenstoff (C) in der Hartstoffschicht in Richtung zur Außenseite der Hartstoffschicht ab.

Durch CVD-Beschichtung (Chemical Vapour Deposition) wird eine harte Schicht auf dem Substrat aus kohlenstoffhaltigem Stahl abgeschieden, die eine große Abrieb- und Verschleißfestigkeit, eine große Härte und Temperaturbeständigkeit, eine geringe Reibung sowie gute chemische Eigenschaften und eine geringe Haftneigung aufweist. Neben der Verbesserung der Verschleißbeständigkeit erhöht die Hartstoffschicht auch die Korrosionsbeständigkeit. Dabei können kohlenstoffhaltige Stähle als Substrat geeignet sein, da diese Stähle eine ausreichende Festigkeit und Anlassbeständigkeit aufweisen. Die Hartstoffschicht kann sowohl aus metallischen als auch aus nichtmetallischen Hartstoffen bestehen. Als metallische Hartstoffe kommen alle Karbide, Nitride, Karbonitride, Boride und Silzide der Übergangsmetalle, z.B. Chrom, Wolfram, Zirkonium, Titan in Frage. Als nichtmetallische Hartstoffe sind z.B. Diamant und DLC (Diamond Like Carbon) sowie Korund, Borkabid, kubisches Bornitrid, Siliziumcarbid oder Aluminiumnitrid geeignet. Für die direkte Beschichtung der Oberflächen von Substraten aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl haben sich im Besonderen metallische Nitridbildner, insbesondere Chromnitrid (CrN), als geeignet herausgestellt. Im Vergleich zu anderen metallischen und nichtmetallischen Hartstoffen weist Chromnitrid einige Vorteile auf. Außerdem lässt sich Chromnitrid mittels CVD abscheiden und erzeugt bei einer guten Haftung auf dem Substrat eine dünne Hartstoffschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 1 bis 5 pm eine hohe Verschleißbeständigkeit. Das CVD-Verfahren bietet Vorteile gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten PVD-Verfahren zur Erzeugung einer Hartstoffschicht. Das CVD-Verfahren ist gegenüber dem PVD-Verfahren schüttgut-tauglich und bietet wirtschaftliche Vorteile hinsichtlich Anlagentechnik, Bedienung und Prozesstechnik: Das zu beschichtende Substrat wird z.B. in einer Drehtrommel mit stickstoffhaltigen Pulver vermengt. Der Beschichtungsprozess erfolgt in mehreren Stunden bei einer bestimmten Prozesstemperatur und Normaldruck. Alle erreichbaren Flächen des Substrates werden gleichmäßig beschichtet, auch enge Bohrungen. Am Ende des Beschichtungsprozesses wird das beschichtete Substrat abgekühlt. Beim PVD-Verfahren sind Substrat und das abzuscheidende Material nachteilig räumlich getrennt, die Beschichtung erfolgt durch Verdampfen des abzuscheidenden Materials bei Arbeitsdrücken von 10 ⁴ bis 10 Pa.

Die Hartstoffschicht ist so ausgeführt, dass sie im Wesentlichen aus CrN besteht. Sie weist an der Oberfläche des Bauteils eine außen liegende Seite (Außenseite) und eine innenliegende Seite die in Kontakt zum Substrat auf. Durch die Verwendung von kohlenstoffhaltigen Stählen als Substrat diffundiert bei den hohen Prozesstemperaturen der Kohlenstoff aus dem Stahl in die Hartstoffschicht und bildet dort CrNC oder/und CrC. Vorteilhafterweise ist die Hartstoffschicht derart ausgebildet, dass die C- Massenkonzentration an der Außenseite der Hartstoffschicht geringer ist als an der Innenseite. Dadurch wird die Verschleißbeständigkeit und damit die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Kettenkomponente deutlich erhöht. Weiterhin weist die Hartstoffschicht an ihrer Außenseite einen deutlich höheren Metallnitrid-Gehalt auf, was zu einer Verbesserung der Verschleißbeständigkeit gegenüber einer Hartstoffschicht aus Metallkarbiden führt.

Weiterführende Ausbildungen der Erfindung zur Sensorvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 15 dargelegt.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Massenkonzentration des Stickstoffs an der außenliegenden Oberfläche der Hartstoffschicht größer als die Massenkonzentration des Kohlenstoffs. In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verhältnis der Massenkonzentrationen von Stickstoff zu Kohlenstoff größer als 3:1 , besonders bevorzugt größer als 5:1.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung steigt in der Hartstoffschicht die C- Massekonzentration in einem Bereich nahe zum Substrat in Richtung zur Außenseite der Hartstoffschicht an. Durch Diffusion des Kohlenstoffs an die Oberfläche des aus kohlenstoffhaltigem Stahl bestehenden Substrates reichert sich an der Oberfläche des Substrates Kohlenstoff an. Die C- Massekonzentration der Hartstoffschicht steigt daher nahe der Oberfläche des Substrates.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist in der Hartstoffschicht die C- Massekonzentration ein Maximum auf. Durch Diffusion des Kohlenstoffs an die Oberfläche des aus kohlenstoffhaltigem Stahl bestehenden Substrates reichert sich an der Oberfläche des Substrates Kohlenstoff an. Die C- Massekonzentration der Hartstoffschicht weist daher einen Maximalwert nahe der Oberfläche des Substrates auf.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Abstand des Maximums der C- Massekonzentration in der Hartstoffschicht zur Außenseite der Hartstoffschicht kleiner als der Abstand des Maximums der C- Massekonzentration in der Hartstoffschicht zur Grenze zwischen Hartstoffschicht und Substrat. Durch Diffusion des Kohlenstoffs an die Oberfläche des aus kohlenstoffhaltigem Stahl bestehenden Substrates reichert sich an der Oberfläche des Substrates Kohlenstoff an. Der Maximalwert der C- Massekonzentration in der Hartstoffschicht befindet sich daher nahe dem Substrat.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Betrag der Steigung der C- Massekonzentration in der Hartstoffschicht in einem Bereich nahe zum Substrat höher als der Betrag der Steigung in einem Bereich der abnehmenden C-Massekonzentration. Die C- Massekonzentration steigt in einem Bereich nahe des Substrates steil an. Dadurch wird ein Großteil des in der Hartstoffschicht verfügbaren Kohlenstoffs in einer großen Tiefe der Hartstoffschicht gebunden.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung steigt die Massekonzentration von Stickstoff (N) in der Hartstoffschicht in Richtung der Außenseite der Hartstoffschicht an. Die Außenseite der Hartstoffschicht weist also einen höheren Anteil an CrN auf als tiefere Bereiche.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist die Steigung der N- Massekonzentration in der Hartstoffschicht in einem Bereich nahe zum Substrat höher als die Steigung in einem Bereich nahe der Außenseite der Hartstoffschicht. Die N- Massekonzentration der Hartstoffschicht weist daher einen Maximalwert nahe der Oberfläche des Substrates auf.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die mittlere N-Massekonzentration in der Hartstoffschicht größer als die mittlere C-Massekonzentration in der Hartstoffschicht. Zur Ausbildung einer möglichst homogenen CrN-Hartstoffschicht kann die N- Massekonzentration vorteilhafterweise durch geeignete Prozessparameter erhöht werden, z.B. durch Nitrierung des Substrates oder/und durch Verwendung eines stickstoffhaltigen Pulvers.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die mittlere N- Massekonzentration in der Hartstoffschicht um Faktor 2, bevorzugt um Faktor 3 und besonders bevorzugt um Faktor 4 größer als die mittlere C- Massekonzentration in der Hartstoffschicht. Diese Ausführung stellt sicher, dass die Hartstoffschicht zu einem großen Anteil aus CrN aufgebaut wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die mittlere N- Massekonzentration im oberflächennahen Bereich der Hartstoffschicht in jeder Tiefe größer ist als die mittlere C- Massekonzentration in der Hartstoffschicht. In größeren Tiefen der Hartstoffschicht nahe dem Substrat reichert sich Kohlenstoff des aus kohlenstoffhaltigem Stahl bestehenden Substrates an. Diese Kohlenstoffanreicherung führt zur Bildung von Karbiden, vornehmlich Eisen- und Chromkarbiden. Der oberflächennahe Bereich umfasst eine Tiefe bis 50% der Schichtdicke, bevorzugt 65% der Schichtdicke und besonders bevorzugt bis 80% der Schichtdicke.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die mittlere Massekonzentration von Chrom (Cr) in der Hartstoffschicht größer als die mittlere Massekonzentration von Eisen (Fe) in der Hartstoffschicht. Cr wird durch den Beschichtungsprozess in die Hartstoffschicht vorwiegend eingebaut, z.B. durch ein Cr, Fe- haltiges Pulver während des CVD- Prozesses. Das in der Hartstoffschicht enthaltene Fe verbessert die Hafteigenschaften der Hartstoffschicht auf dem Substrat und verhindert Abplatzungen.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist die mittlere Cr- Massekonzentration in der Hartstoffschicht um einen Faktor von 2, bevorzugt um einen Faktor von 4 und besonders bevorzugt um einen Faktor von 6 größer als die mittlere Fe- Massekonzentration in der Hartstoffschicht. Um die Hafteigenschaften der Hartstoffschicht auf dem Substrat zu verbessern, genügen geringe Mengen Fe in der Hartstoffschicht bzw. der Diffusionsschicht.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die mittlere Cr- Massekonzentration im oberflächennahen Bereich der Hartstoffschicht in jeder Tiefe größer ist als die mittlere Fe- Massekonzentration in der Hartstoffschicht. In größeren Tiefen der Hartstoffschicht nahe dem Substrat reichert sich Fe des aus Stahl bestehenden Substrates an. Der oberflächennahe Bereich umfasst eine Tiefe bis 50% der Schichtdicke, bevorzugt 65% der Schichtdicke und besonders bevorzugt bis 80% der Schichtdicke.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Kette mit hartstoffbeschichteten Bestandteilen

Fig. 2 Tiefenprofilanalyse der Probe 1 für die Elemente Fe, Cr, N und C

Fig. 3 Tiefenprofilanalyse der Probe 2 für die Elemente Fe, Cr, N und C

Fig. 1 zeigt zwei Kettenglieder einer Kette 10, die z.B. in Kettenantrieben eingesetzt werden kann. Die Kette 10 ist als Hülsenkette ausgeführt, mit jeweils über ein Kettengelenk verbundenen Innenkettengliedern und Außenkettengliedern. Das Innenkettenglied besteht hierbei aus jeweils zwei parallel verlaufenden Innenlaschen 13 und zwei die Innenlaschen 13 miteinander verbindenden Hülsen 12, wobei die Hülsen 12 senkrecht zu den Innenlaschen 13 stehen.

Die Außenkettenglieder 14 bestehen aus zwei parallel verlaufenden Außenlaschen 14, die mit zwei Bolzen 11 miteinander verbunden sind, wobei die Bolzen 11 drehbar in den Hülsen 12 der Innenkettenglieder 13 gelagert sind. Das Außenkettenglied 14 ist durch den Bolzen 11 drehbar an einem angrenzenden Innenkettenglied 13 befestigt und verbindet durch die Außenlaschen 14 das Innenkettenglied 13 mit einem zweiten Innenkettenglied 13, wobei die Außenlaschen 14 parallel zu den Innenlaschen 13 verlaufen. Die Bolzen 1 1 des Außenkettenglieds 14 sind in den Hülsen 12 des Innenkettenglieds 13 drehbar gelagert, wodurch die Verbindung jeweils ein Kettengelenk der Kette 10 bilden. Die Bolzen 1 1 der Kette 10 bestehen vollständig aus einem kohlenstoffhaltigen Stahl, wobei die Gelenkfläche des Bolzens 1 1 mit einer in einem CVD-Verfahren aufgetragenen CrN- Hartstoffschicht versehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Hülse 12 aus einem kohlenstoffhaltigen Material hergestellt sein und auf ihrer Gelenkfläche bzw. der Lagerfläche mit einer CVD-Hartstoffschicht versehen sein.

Im Folgenden werden zwei Konzentrationsprofile von zwei unterschiedlichen erfindungsgemäßen Kettenkomponenten vorgestellt, die jeweils mit einer Hartstoffschicht durch CVD-Verfahren beschichtet wurden. Bei den Proben handelt es sich um Bolzen 1 1 aus einem nitridierten Stahl 40CrMoV13-9. Die Schichten bestehen aus Chromnitriden und -carbiden, die Schichtdicken liegen um 10 pm. Die Konzentrationsprofile der beiden Proben wurden über die Methode der Glimmentladungsspektroskopie (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy, GD-OES) ermittelt. Dabei werden in einem Gleichspannungsplasma die metallischen Proben als Kathode benutzt. Von der Oberfläche ausgehend, wird nach und nach durch Kathodenzerstäubung mit Argonionen die Probe schichtweise abgetragen. Die abgetragenen Atome gelangen durch Diffusion ins Plasma. Durch Stoßprozesse angeregt, emittieren diese Photonen mit charakteristischen Wellenlängen, welche mittels nachgeschaltetem Spektrometer aufgezeichnet und anschließend quantifiziert werden.

Fig. 2 zeigt das Konzentrationsprofil der Probe 1. Während des Abscheidungsprozesses wurde zunächst ca. 1 h von 0 auf 960 °C aufgeheizt. Die Haltezeit betrug 6h und anschließend wurde langsam (ca. 10 h) auf 200°C abgekühlt. Während des Prozesses wurde der Reaktor mit Stickstoff gespült. Die horizontale Achse gibt die Tiefe an, zur besseren Anschauung in logarithmischer Skalierung. Die vertikale Achse zeigt die Massekonzentration ebenfalls aus Gründen der Übersichtlichkeit in relativer Skalierung. 100 % auf der vertikalen Achse entsprechen einer Massekonzentration der Elemente Fe und Cr von 100 %, von N 20 % sowie von C 5 %.

Die Fe- Massenkonzentration liegt im Bereich von 0 bis 7,5 pm konstant nahe 0 %. Ab 8 pm steigt die Fe- Massenkonzentration auf 5 %. Im Bereich tiefer 10 pm steigt die Fe- Massenkonzentration stark auf 90 % an bis 27 pm. Ab einer Tiefe größer 27 pm steigt die Fe- Massenkonzentration konstant mit geringer Steigung auf 92 % bei 50 pm.

Die Cr- Massekonzentration steigt im Bereich von 0 bis 7,5 pm konstant von 86 % bei 0 pm auf 88 % bei 7,5 pm. Ab einer Tiefe von 7,5 pm sinkt die Cr- Massekonzentration bis 25 pm stark auf einen Wert von 10 %. Ab einer Tiefe von 25 pm sinkt die Cr- Massekonzentration auf einen Wert von 5 % bei einer Tiefe von 50 pm.

Die N- Massekonzentration weist bei 0 pm einen Wert von 10,8 % auf und sinkt auf einen Wert von 6 % bei 7,5 pm. Die Abnahme der Massekonzentration ist nicht konstant, in einer Tiefe von 2,5 pm ist eine Erhöhung der N- Massekonzentration auf 9,4 % zu erkennen. Ab einer Tiefe von 7,5 pm steigt die N- Massekonzentration stark auf einen Maximalwert von 15,6 % bei 10 pm. Bei einer Tiefe von 13 pm sinkt die N- Massekonzentration stark auf einen Wert von 2 % bei 25 pm. Die Dicke der Schicht beträgt demnach ca. 13 pm.

Die C- Massekonzentration weist bei 0 pm einen Wert von 0,75 % auf und steigt auf einen Wert von 1 ,25 % bei 2,5 pm. Ab einer Tiefe von 2,5 pm steigt die C- Massekonzentration stark auf einen Maximalwert von 2,75 % bei 8 pm. Ab einer Tiefe von 8 pm sinkt die C- Massekonzentration stark auf einen Wert von 0,5 % bei 25 pm.

Eine Analyse der Verläufe der Massenkonzentrationen von Kohlenstoff und Stickstoff zeigt, dass die Massenkonzentration des Stickstoffs an der Oberfläche der Hartstoffschicht größer ist, als die Massenkonzentration des Kohlenstoff. Das Verhältnis beträgt ca. 14:1 und ist damit größer als 10:1.

Fig. 3 zeigt das Konzentrationsprofil der Probe 2, in der eine Zwischenschicht bestehend im Wesentlichen aus CrC in die Hartstoffschicht eingebaut wurde. Während des Abscheidungsprozesses wurde zunächst ca. 45 min von 0 auf 950 °C aufgeheizt. Die Haltezeit betrug 7h und anschließend wurde langsam (ca. 10 h) auf 200°C abgekühlt. Während des Prozesses wurde der Reaktor mit Stickstoff gespült. Wie in Fig. 2, gibt die horizontale Achse die Tiefe an, ebenfalls in logarithmischer Skalierung. Die vertikale Achse zeigt die Massekonzentration in relativer Skalierung. 100 % auf der vertikalen Achse entsprechen einer Massekonzentration der Elemente Fe und Cr von 100 %, von N 20 % sowie von C 5 %.

Die Fe- Massenkonzentration liegt im Bereich von 0 bis 3 pm konstant nahe 0 %. Ab 3 pm steigt die Fe- Massenkonzentration auf 5 %. Im Bereich tiefer 8 pm steigt die Fe-

Massenkonzentration stark auf 88 % an bis 27 pm. Ab einer Tiefe größer 27 pm steigt die Fe- Massenkonzentration konstant mit geringer Steigung auf 90 % bei 50 pm.

Die Cr- Massekonzentration liegt in einer Tiefe von 0 pm bei 81%, um in einer Tiefe von 2 pm auf einen Wert von 78 % zu sinken. Ab einer Tiefe von 2 pm steigt die Cr-

Massekonzentration auf den Maximalwert von 85 % in einer Tiefe von 3 pm. Die Cr-

Massekonzentration sinkt ab einer Tiefe von 3 pm auf einen Wert von 75 % in einer Tiefe von 9 pm. Ab einer Tiefe von 9 pm sinkt die Cr- Massekonzentration bis 25 pm stark auf einen Wert von 5 %.

Die N- Massekonzentration weist bei 0 pm einen Wert von 9,8 % auf und sinkt auf einen Wert von 6 % bei 7,5 pm. Die Abnahme der Massekonzentration ist nicht konstant, in einer Tiefe von 2,5 pm ist eine Erhöhung der N- Massekonzentration auf 9,4 % zu erkennen. Ab einer Tiefe von 7,5 pm steigt die N- Massekonzentration stark auf einen Maximalwert von 15,6 % bei 10 pm. Bei einer Tiefe von 12 pm sinkt die N- Massekonzentration stark auf einen Wert von 2 % bei 25 mhΊ. Die Dicke der Schicht beträgt demnach ca. 12 mhΊ.

Die C- Massekonzentration weist bei 0 mhh Tiefe einen Wert von 2,5 % auf und steigt auf einen Wert von 2,6 % bei 2 mhΊ. Ab einer Tiefe von 2 mhh steigt die C- Massekonzentration stark auf einen Maximalwert von 3,75 % bei 4 mhΊ. Ab einer Tiefe von 4 mhh sinkt die C- Massekonzentration stark auf einen Wert von 0,35 % bei 15 mhh Tiefe.

Eine Analyse der Verläufe der Massenkonzentrationen von Kohlenstoff und Stickstoff zeigt, dass die Massenkonzentration des Stickstoffs an der Oberfläche der Hartstoffschicht größer ist, als die Massenkonzentration des Kohlenstoff. Das Verhältnis beträgt ca. 4:1.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Trennmittel

2 Aktivator

3 Metall

4 Metallnitrid

5 Bulkmaterial

6 Hartstoffschicht

10 Kette

11 Bolzen

12 Hülse

13 Innenlasche

14 Außenlasche M Metall

N Stickstoff