Contact

We zijn blij om uw vragen te beantwoorden

Sandra Steffen Verkoop
Jennifer Hassenrück Verkoop
  • Jennifer Hassenrück
  • T. +49 2233 406-301
  • F. +49 2233 406-333
  • info@bortec.de
  • Bescherming tegen abrasie, kouddruklassen, cavitatie
  • Verhoging van de stevigheid
  • Verbetering van het wrijfcoëfficiënt
  • Corrosie- en maatvast

Met het BORINOX®-procedé kunnen roestvrijstaal- en edelstaalsoorten gehard worden zonder dat de corrosievastheid van de staalsoorten vermindert. De in een op gas gebaseerd lagedrukprocedé creëert een tot 5 maal hardere randlaag en beschermt zo tegen abrasie, cavitatie en koudruklassen/corrosie.

Harden van edelstaal en roestvrij staal

Edelstaal is niet per se een roestvrijstaalsoort. Volgens de definitie is edelstaal een gelegeerd of ongelegeerd staal met een uitzonderlijk hoge zuiverheidsgraad. Het gehalte aan ongewenste extra elementen zoals fosfor en zwavel mag in totaal niet hoger zijn dan 0,025%. In de dagelijkse praktijk worden de begrippen ‘edelstaal’ en ‘roestvrij staal’ vaak als synoniem gebruikt. Roestvrij staal kan een edelstaalsoort zijn maar heeft meestal geen bijzondere extra kwaliteiten. Met het Borinox®-procedé kunnen roestvrij staal en roestvrij edelstaal op dezelfde manier behandeld worden. De gewenste eigenschappen, zoals een betere corrosie- en slijtvastheid, kunnen bij beide staalsoorten gerealiseerd worden. Om het gemakkelijker te maken, worden in de tekst hieronder roestvrij staal en roestvrij edelstaal als synoniemen van elkaar gebruikt. 

Roestvrij staal, een bijzonder materiaal

Roestvrij staal is een staalsoort met uitstekende kwaliteiten. Roestvrij staal is corrosievast, temperatuurvast, geleidend, gemakkelijk te lassen, kan gemakkelijk vervormd worden en kan heel mooi afgewerkt worden.

Alle roestvrijstaalsoorten hebben ten minste 12@ opgelost chroom. Deze staalsoorten worden dan ook chroomstaal genoemd. Dankzij het opgeloste chroom kan het staal als het in contact komt met zuurstof een beschermende chroomoxidelaag vormen. Deze laag is slechts enkele nanometer dik, maar beschermt het staal heel doeltreffend tegen corrosie.

Wanneer aan de staallegering voldoende nikkel toegevoegd wordt, wordt een austenitische matrix gevormd. Austenitisch chroom-nikkel-staal is aanzienlijk corrosievaster dan chroomstaal. In de omgangstaal wordt hiervoor vaak V2A en V4A gebruikt.  Austenitisch staal wordt vaak gebruikt voor badkamer- en keukenuitrustingen in huishoudens. Om de corrosievastheid van edelstaal nog te verhogen wordt naast chroom, nikkel en molybdeen ook stikstof toegevoegd en wordt het koolstofgehalte zo laag mogelijk gehouden. Een bekende staalsoort uit deze materiaalgroep is 1.4429 (X2CrNiMoN17-13-3 / AISI 316LN). Deze staalsoort is zeer corrosievast en heeft een zeer lage magnetiseerbaarheid. 

Kan roestvrij staal ook gehard worden?

Roestvrij staal heeft heel veel positieve en nuttige eigenschappen, maar is voor veel toepassingen niet geschikt omdat het onvoldoende slijtvast is. Roestvrij staal en duplexstaal zijn allebei zachte staalsoorten. Klassieke procedés zoals nitreren verhogen weliswaar de slijtvastheid, maar verminderen de corrosievastheid van het materiaal. Een film met harde materialen (verchromen, vernikkelen, bekleden met PVD) creëren is een zeer ingewikkelde procestechniek. Bij dit proces bestaat ook de kans op ‘eierschaaleffect’: een harde bovenlaag met een zachte kern. Deze methode is dan ook minder geschikt voor het harden van staal. In verband met de industriële productie is niet alleen de kwaliteit van het product doorslaggevend, maar is ook het rendement van het gebruikte procedé van belang. De procesketen van de bekleding en de afwerking van de eindmaat is duurder dan de procesketen van een thermochemische, contourvaste randlaagbehandeling.

Eigenschappen en toepassingen van roestvrij staal

Gehard roestvrij staal en roestvrij edelstaal worden in heel veel sectoren gebruikt vooral wanneer de staalsoorten zeer corrosie- en slijtvast moeten zijn. BORINOX® creëert een tot wel 5 maal harder oppervlak, waardoor staalsoorten die eigenlijk te zacht zijn alsnog nog gebruikt kunnen worden. Het BORINOX®-procedé zorgt voor een hogere abrasie- en cavitatieweerstand, een betere stevigheid en voorkomt kouddruklassen bij de behandelde onderdelen. Hierdoor kunnen deze staalsoorten nog veel breder toegepast worden, bijv. in consumentenproducten, huishoudelijke producten, bij de machine- en installatiebouw, in de medische techniek, in de automative evenals in armaturen.

Procedés voor het harden van roestvrij staal

Er bestaan in principe 4 verschillende procedés om staal te harden: 

  • Thermische procedés: het gericht verhitten, houden en schrikken leidt bij martenitische of afdrijfbare roestvrijstaalsoorten tot het vormen van marseniet. Bij deze methode worden geen extra elementen aan het staal toegevoegd. Dit procedé wordt vooral gebruikt voor het harden van messen.
  • Thermochemische diffusieprocedé: Door diffusie van elementen zoals stikstof, chroom, koolstof en boor in het oppervlak van het materiaal worden in het randgedeelte intermetallische verbindingen en nieuwe fases gevormd. Deze verbindingen en fases hechten onder drukspanning waardoor de gewenste hardheid gecreëerd wordt.
  • Beschermlaag aanbrengen: Bij dit procedé wordt een beschermde antislijtlaag aangebracht op het staal. Dit kan o.a. door verchromen, vernikkelen, een thermische beschermlaag of een PVD-beschermlaag.
  • Koudversteviging: Verbeteren van de hardheid door massieve vervorming van de basisconstructie bijv. via standen of kogelstralen.

 

Nadelen van klassieke procedés voor het harden van roestvrij staal

Klassieke oplossingen voor het harden van roestvrij staal hebben heel wat nadelen. Zo helpt het thermochemische nitrietprocedé niet tegen mechanische slijtage en wordt de corrosievastheid van het staal door het afdrijving van chroomnitriden vermindert. De corrosievastheid is in heel veel toepassingen ontzettend belangrijk. Martenitisch harden is alleen mogelijk bij staalsoorten met een verhoogd koolstofgehalte. Austenitische staalsoorten en duplexstaalsoorten zijn niet geschikt voor thermische procedés. Deze staalsoorten zijn wel de meest gebruikte staalsoorten. Een beschermlaag is zeer gevoelig voor puntbelasting en laat bij beschadiging heel snel los. De extra werkzaamheden aan complexe geometrieën is heel erg duur. Koudversteviging heeft een negatief effect op de corrosievastheid van het staal omdat de verhoogde hardheid door fouten in de kristaalstructuur gerealiseerd wordt. Fouten in de kristalstructuur verergeren reeds bestaande corrosie.

Het BORINOX®-procedé

De BORINOX®-behandeling creëert een zeer harde en slijtvaste randzone in het oppervlak van roestvrij staal en speciale legeringen. BORINOX® beschermt tegen abrasie, cavitatie en metaalmoeheid zonder dat het de corrosievastheid van het staal negatief beïnvloedt. Daarnaast zorgt BORINOX® voor een beter wrijvingscoëfficiënt en voorkomt het kouddruklassen van metalen materiaalparingen. Het BORINOX@-procedé is een milieuvriendelijke, op gas gebaseerd diffusieprocedé met behulp van lage druk. Een innovatief proces oververzadigt de randzone van het staal met koolstof en/of stikstof. De onder druk ontstane oplossing in de metaalbinding zorgt voor een tot wel 5 maal hardere oppervlak zonder dat ongewenste chroomverbindingen afgedreven worden. Het BORINOX®-procedé is zeer maatstabiel en ook zeer geschikt voor kritische gestanste onderdelen (snijkanten, restbreukdelen). De gedeeltelijke behandeling van oppervlakken is uniek voor dit procedé.

Welke materialen komen in aanmerking voor het BORINOX®-procedé?

Het Borinox-procedé is geschikt voor de meeste roestvrijstaalsoorten en roestvrij-edelstaalsoorten, zoals austenitisch staal (AISI 304, 1.4301, AISI 316(L), 1.4404, 1.4571…), duplexstaal (1.4462, AISI 318LN,…), staal dat via afdrijving gehard kan worden (1.4542, PH 17-4, 1.4545, PH 15-5…), martensiet (1.4057, 1.4122…) en ferriet (1.4005, 1.4105…).  De gelijkmatigheid van de diffusiezone is één van de opvallendste resultaten wanneer duplexstaalsoorten met austenitische en ferritische structuuronderdelen met het BORINOX®-procedé behandeld werden. Speciale legeringen zoals staal op nikkelbasis ((Inconel, Haynes, Hastelloy…) en kobalt-chroomstaal zijn eveneens zeer geschikt voor een behandeling met BORINOX®. BORINOX® biedt een zeer gelijkmatig behandelingsresultaat die gepaard gaat met een uitstekende corrosievastheid van sterk vervormde stansdelen.