Edelstahl ist aufgrund seiner besonderen Eigenschaften und Vielseitigkeit ein unverzichtbarer Werkstoff für medizinische Geräte und Implantate, die häufig mit Flüssigkeiten und Gewebe in Kontakt kommen. Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl gewährleistet eine lange Lebensdauer und verhindert das Auftreten von Rost oder anderen Schäden, die die Funktion und Sicherheit von Medizinprodukten beeinträchtigen könnten..
Korrosionsbeständiger Edelstahl ist da her seit Jahrzehnten ein in der Medizintechnik weit verbreiteter Werkstoff und in den verschiedensten Legierungsvarianten auf dem Markt. Viele Unternehmen setzen insbesondere die austenitischen und Duplex-Varianten ein. Leider haben diese den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer geringen Härte sehr verschleißanfällig sind und zu Kaltverschweißungen neigen.
ängige Verfahren zur Erhöhung des Widerstandes gegenüber Verschleiß oder Kaltverschweißen an Edelstahl-Bauteilen haben den Nachteil, dass nichtrostende Stähle nach der Behandlung zur Korrosion neigen. Beschichtungsverfahren, die dies verhindern können, sind materialauftragend und in vielen Fällen hinsichtlich der aufgetragenen Schichtdicke inhomogen, so dass es zu Materialanhäufungen an ebenen Strukturen und zu Materialfluchten an Ecken und Kanten kommt, wo der Schutz entsprechend geringer ist
Darüber hinaus können die Beschichtungen bei starken Dehnungen oder auch Schrumpfungen des Grundwerkstoffes aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Grundwerkstoff und Beschichtung reißen. Auch Konturen mit Hinterschneidungen und kleinen Öffnungen stellen zusätzliche Probleme dar, da Beschichtungen hier – je nach Beschichtungsverfahren – nicht aufgebracht werden können. Diese Schwierigkeiten zu umgehen, hat sich die Expanite GmbH, Anbieter von Oberflächenhärtungstechnologien aus dem schwäbischen Frickenhausen, zur Aufgabe gemacht.
Eine Lösung für die oben genannten Probleme bei nichtrostenden Stählen ist das Randschichthärten. Dabei handelt es sich nicht um ein Beschichtungsverfahren, sondern um einen diffusionsbasierten Oberflächen-Härteprozess. Klassische Verfahren zur Randschichthärtung von korrosionsbeständigen Edelstählen stehen der Industrie zwar schon seit geraumer Zeit zur Verfügung, haben aber im Wesentlichen zwei Nachteile: Zum einen führen alle klassischen Verfahren zu einer Verringerung der Korrosionsbeständigkeit. Zum anderen fallen die Härtewerte der üblicherweise mit Stickstoff oder Kohlenstoff gehärteten Edelstähle sehr schnell ab, das heißt, die Einhärtetiefe beträgt nur wenige Mikrometer und das darunter liegende Gefüge ist sehr weich, was potenziell zum Eierschaleneffekt führen kann.
Expanite hat dagegen ein eigenes, FDA-konformes Verfahren entwickelt, bei dem nicht nur die Randschicht, sondern auch das darunter liegende Material tiefer gehärtet wird: Das speziell entwickelte Nitrocarburieren ist ein thermochemisches Verfahren zur Behandlung von Stahl, bei dem Stickstoff und Kohlenstoff in die Oberfläche des Werkstücks eindiffundieren, um eine verbesserte Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erzielen. Das Nitrocarburieren kombiniert die Vorteile des Nitrierens und des Carburierens in einem einzigen Verfahren.
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