Verfahren zum Her stellen von Gegenständen aus Eisen und Stahl mit korrosionsfester Oberfläche. Man kann die Oberfläche von Gegenstän den aus Eisen oder Stahl dadurch korrosions fest machen, dass man sie durch thermische Diffusion chromiert. Bei diesem bekannten, im allgemeinen unter Verwendung gasförmi ger Chromträger durchgeführten Verfahren tauscht sich das Chrom aus dem Gase gegen eine etwa gleiche Menge Eisen der zu behan delnden Teile aus, indem bei diesem Aus tausch auf der Oberfläche der Gegenstände Chromschichten entstehen, die ähnlich wie die bei der Zementation erzeugten, mit dem Grundwerkstoff auf das innigste verbunden und verwachsen sind.
Bekanntlich macht nun der Kohlenstoff gehalt der zur Herstellung der zu chromie- renden Gegenstände verwendeten Eisen- und Stahllegierungen beim Chromieren insofern erhebliche Schwierigkeiten, als der Kohlen stoff des Grundwerkstoffes mit dem eindif- fundierenden Chrom zusammen Karbide bil det, die das weitere Eindringen der Chrom schichten hemmen.
Diesem Übelstand glaubte man mit der Vorschrift, den Kohlenstoffgehalt des Eisens nicht über 0,2% hinaus zu steigern, genü gend begegnen zu können. Die Aasmelder fanden jedoch, dass für die Chromierungs- fähigkeit und die Güte der dabei erzeugten Chromierungszonen der Eisenkohlenstoff legierungen nicht nur der prozentuale Koh lenstoffgehalt der Legierungen, vielmehr die Gesamtmenge des in den zu chromierenden Gegenständen enthaltenen Kohlenstoffes massgeblich ist,
wonach dann neben dem Kohlenstoffgehalt in Prozenten der Legie rung auch noch der Querschnitt der zu be handelnden Teile berücksichtigt werden muss, aus dem heraus der Kohlenstoff wäh rend der Chromierung an die Oberfläche ge langen kann. Weil die Berücksichtigung aller dieser Umstände unter Umständen Schwierigkeiten bereiten kann, @vird erfindungsgemäss der Einfluss des Kohlenstoffgehaltes der zu be handelnden Gegenstände und insbesondere seine Wanderung zur Oberfläche dadurch unterbunden, dass man die zu chromierenden Gegenstände aus legiertem Eisen oder Stahl herstellt.
Nun zeigte sich, dass nicht sämtliche der bekannten und sogar die bekanntesten Legie rungselemente, für sich allein dem Eisen zu gesetzt, imstande sind, die Kohlenstoffwan- derung beim Chromieren aufzuhalten. So konnte beispielsweise diese Kohlenstoffwan- derung auch beim Chromieren eines Grund werkstoffes mit 0,1/,-, und weniger Kohlen stoff und zusätzlich 2 % Molybdän nicht un terbunden werden.
Eine Beseitigung des Übelstandes trat auch dann nicht ein, wenn man den zu chromierenden Eisenkohlenstoff legierungen von vornherein einen solchen Chromzuschlag gab, dass der Kohlenstoff gehalt der Legierungen als daran gebunden zu gelten hatte. So wanderte beispielsweise auch bei einem Stahl mit 0,1% Kohlenstoff und 3 % Chrom der Kohlenstoff im Quer schnitt des Grundwerkstoffes dem eindif fundierenden Chrom entgegen, so dass sich auch hier als Folge Chromierungszonen mit unbefriedigenden physikalischen und chemi schen Eigenschaften ergaben.
Überraschenderweise wurde nun gefun den, dass die Kohlenstoffwanderung und da mit ihre Nachteile behoben werden können, wenn man die zu chromierenden Gegenstände aus einer Eisenkohlenstofflegierung herstellt, die Chrom im Verein mit andern Legierungs elementen, die, wenn sie allein im Eisen ent halten sind, wenigstens in den vorgesehenen Gehalten keine Wirkung zeigen, enthält. So vermag zum Beispiel ein Zusatz von allein 3 % Chrom zu einem Stahl mit 0,06 % Kohlen stoff die Kohlenstoffwanderung im Grund werkstoff nicht aufzuhalten.
Das gleiche gilt für einen Stahl, der ausser 0,06 % Kohlen stoff und den sonstigen Eisenbegleitern allein 0,5 Gr Vanadium enthält. Durch den gleichzeitigen Zuschlag von 3 % Chrom und 0,5/'Ö Vanadium zu den Stählen wird aber die Kohlenstoffwanderung praktisch völlig unterbunden und damit eine chromierte Ober fläche geschaffen, die höchsten physikali schen und chemischen Beanspruchungen standhalten kann.
Ausser Chrom und Vanadium können die Legierungen, aus denen erfindungsgemäss Gegenstände mit einwandfreien Chromie- rungSsehichten hergestellt werden sollen, auch noch 0,3 bis 3 % Itloly bdän enthalten, , das ganz oder teilweise durch Wolfram er setzt werden kann. Ein Stahl mit 0,12 Kohlenstoff, 1,2% Chrom, 1,2% Molybdän und<B>0,6%</B> Vanadium liess sich besonders gut chromieren.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäss ein Verfahren zur Herstellung von Gegen ständen aus Eisen und Stahl mit korrosions fester Oberfläche durch Eindiffundieren von Chrom in die Oberfläche bei Temperaturen von etwa 900 bis 1100 , gemäss dem man die zu chromierenden Gegenstände aus Legie rungen des Eisens herstellt, die weniger als 0,2% Kohlenstoff (vorzugsweise 0,1% Koh lenstoff), 0,5 bis 6% Chrom (vorzugsweise 3 bis 4 % Chrom), 0,3 bis 3 % Vanadium (vor zugsweise 0,5 bis 1,5 % Vanadium), enthal ten, und die aus diesen Legierungen beste henden Gegenstände alsdann chromiert wer den.
Ausser Chrom und Vanadium können die Legierungen auch noch 0,3 bis 3 % Mo lybdän enthalten, wobei dann zweckmässiger weise der Chromgehalt 0,5 bis 5 % (vorzugs weise 1 bis ? ö ) und der Vanadiumgehalt wiederum 0,3 bis 3 % (vorzugsweise 0,5 bis 1 %) beträgt. Das i4loly bdän in der Legie rung kann ganz oder teilweise durch Wolf ram ersetzt werden.
Ein Siliziumgehalt in diesen Werkstof fen hat auf die physikalische und chemische Eigenschaft der Zonen keinen ausschlag gebenden Einfluss; in Mengen von 1 bis 2 erleichtert er jedoch das Eindiffundieren des Chroms bis zu einem gewissen Grade.
Process for the manufacture of objects made of iron and steel with a corrosion-resistant surface. The surface of objects made of iron or steel can be made corrosion-resistant by chrome-plating them through thermal diffusion. In this known, generally carried out using gaseous chromium carriers, the chromium is exchanged from the gases for an approximately equal amount of iron from the parts to be treated by creating chromium layers similar to those on the surface of the objects during this exchange generated during cementation, are closely connected and fused with the base material.
It is well known that the carbon content of the iron and steel alloys used to manufacture the objects to be chromed causes considerable difficulties during chromium plating, as the carbon of the base material and the diffusing chromium together form carbides which layer the further penetration of the chromium inhibit.
It was believed that this problem could be adequately countered by stipulating that the carbon content of iron should not exceed 0.2%. The detectors found, however, that the chromating ability and the quality of the chromizing zones of the iron-carbon alloys created in the process are not only determined by the percentage carbon content of the alloys, but rather the total amount of carbon contained in the objects to be chromed.
according to which, in addition to the carbon content as a percentage of the alloy, the cross-section of the parts to be treated must also be taken into account, from which the carbon can reach the surface during the chrome plating. Because the consideration of all these circumstances can cause difficulties under certain circumstances, according to the invention the influence of the carbon content of the objects to be treated and in particular its migration to the surface is prevented by making the objects to be chromed from alloyed iron or steel.
It has now been shown that not all of the well-known and even the most well-known alloying elements, added to iron alone, are capable of stopping the migration of carbon during chromium plating. For example, this carbon migration could not be prevented even when chroming a base material with 0.1 /, -, and less carbon and an additional 2% molybdenum.
The deficiency was not eliminated even if the iron-carbon alloys to be chromed were given such a chromium addition from the outset that the carbon content of the alloys had to be regarded as bound to it. For example, in a steel with 0.1% carbon and 3% chromium, the carbon in the cross-section of the base material migrated towards the diffusing chromium, so that chromium-plating zones with unsatisfactory physical and chemical properties resulted here as well.
Surprisingly, it has now been found that the carbon migration and its disadvantages can be eliminated if the objects to be chromed are manufactured from an iron-carbon alloy, the chromium in combination with other alloy elements which, if they are contained in iron alone, at least show no effect in the intended levels. For example, adding 3% chromium to a steel with 0.06% carbon cannot stop the migration of carbon in the base material.
The same applies to a steel that contains 0.06% carbon and the other iron components only 0.5 gr vanadium. Due to the simultaneous addition of 3% chromium and 0.5% vanadium to the steels, however, carbon migration is practically completely prevented and a chromium-plated surface is created that can withstand the highest physical and chemical stresses.
In addition to chromium and vanadium, the alloys from which objects with flawless chromium plating layers are to be produced according to the invention can also contain 0.3 to 3% itlolybdenum, which can be wholly or partially replaced by tungsten. A steel with 0.12 carbon, 1.2% chromium, 1.2% molybdenum and <B> 0.6% </B> vanadium could be chrome-plated particularly well.
The invention accordingly provides a process for the production of objects made of iron and steel with a corrosion-resistant surface by diffusing chromium into the surface at temperatures of about 900 to 1100, according to which the objects to be chromed are produced from alloys of iron that less than 0.2% carbon (preferably 0.1% carbon), 0.5 to 6% chromium (preferably 3 to 4% chromium), 0.3 to 3% vanadium (preferably 0.5 to 1.5 % Vanadium), and the objects made from these alloys are then chromed.
In addition to chromium and vanadium, the alloys can also contain 0.3 to 3% molybdenum, in which case the chromium content is more conveniently 0.5 to 5% (preferably 1 to?) And the vanadium content in turn 0.3 to 3% ( preferably 0.5 to 1%). The i4loly bden in the alloy can be completely or partially replaced by tungsten.
A silicon content in these materials has no decisive influence on the physical and chemical properties of the zones; in amounts of 1 to 2, however, it facilitates diffusion of the chromium to a certain extent.