CH277400A

CH277400A - Verfahren zur Erhöhung des Widerstandes der Oberfläche von Stahlteilen gegen Verschleiss, insbesondere bei hohen Temperaturen.

Info

Publication number: CH277400A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellschaft Gebr Boe Co
Original assignee: Boehler & Co Ag Geb
Priority date: 1948-01-08
Filing date: 1948-01-08
Publication date: 1951-08-31

Description

Verfahren zur Erhöhung des Widerstandes der Oberíläehe von Stahlteilen gegen Verschleiss, insbesondere bei hohen Temperaturen.

Es sind eine Reihe von Massnahmen bekanntgeworden, um die Lebensdauer von Itonstruktionsteilen zu verlängern, die starken Versehleissbeallspruehungen, insbesondere bei sehr hohen Temperaturen, ausgesetzt sind und teilweise sogar durch Ausbrennun gen oder Ausschmdzungen im Betrieb zerstört werden.

Man hat zunächst versucht, die Wider standsfähigkeit durch Verwendung hochlegierter Werkstoffe, die ausserdem auf hohe Festigkeiten vergütet wurden, zu steigern.

Andere Massnahmen zielten auf eine besondere Oberflächenbehandlung hin, indem man vor allem verschiedene widerstandsfähige Metall- schichten in verschiedener Art und Weise auf die Oberfläche aufbrachte.

In diesem Zusammenhang sind Verfahren für das Eindiffundieren von Metallen wie Chrom oder Wolfram bekanntgeworden. Diese konnten aber nicht in solchen Fällen ver N-endet werden, in denen es neben hohem mechanischem Verschleiss auf besondere Hitzebeanspruchung ankommt, sondern sie bewährten sieh vorwiegend für spanabhebende Werkzeuge, Messgeräte und dergleichen. Besonders durch die Beanspruchung von Stählen in den Verbrennungskammern, bei Leit- und Laufteilen moderner Abgasturbinen, sowie im Innern der Läufe luftgekühlter Sehnellfeuer- schusswaffen konnte eine vorzeitige Abnützung, Ausbrennung und Aussehmelzung nicht vermieden werden.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht es nun, in oder auf solchen derartig beanspruchten Teilen Oberflächen schichten herzustellen, die sieh durch beson d ers hohen Widerstand gegen Ausbrennungen und Verschleiss auszeichnen.

Erfindungsgemäss erhält die Oberfläche der Stahlteile einen Überzug, der mindestens ein karbid- und nitridbildendes Metall, wie z. B. Niob, Tantal, Vanadin, Titan, Chrom, Molybdän und Wolfram, enthält. Das Aufbringen dieses Überzuges kann in an sich bekannter Weise, z. B. durch Abscheidung auf clektrolytisehem Wege, erfolgen. Anschliessend wird der Überzug mit dem Stahlteil durch Diffusion innig verbunden und durch Eindiffundieren mindestens eines Nichtmetalles gehärtet und hierdurch verschleissfest gemacht. Das Härten der Oberflächenschicht kann z. B. durch Zementieren, Nitrieren oder durch gleichzeitiges Zementieren und Nitrieren erfolgen, wobei dann die unmittelbar dem Verschleiss ausgesetzte Schicht vorwiegend aus Karbiden, Nitriden oder aus Karbiden und Nitriden der genannten Metalle besteht.

Die Zähigkeit der verschleissfesten Schicht kann dadurch verbessert werden, dass der metallische Überzug noch Zusätze von Metallen erhält, die im Stahl kein Karbid bilden, wie z. B. von Kupfer, Kobalt und Nickel. Auch diese Metalle können einzeln oder zu mehreren zur Anwendung kommen. Das Zusetzen der selben kann ebenfalls durch Absehneidung in an sich bekannter Weise erfolgen, und zvar vor, gleichzeitig mit oder nach der Abseheü dung der Überzüge, die karbid- und nitridbildende Metalle enthalten. Beim Diffusionsvorgang können die Metalle, welche im Stahl kein Karbid bilden, sowohl in die karbid- und nitridbildende Metalle enthaltende Schicht als auch in den Stahlteil diffundieren.

Es ist möglich, den Diffusionsvorgang und die durch Eindiffundieren mindestens eines Nichtmetalles erfolgende Härtung der Oberflächenschicht in einem Arbeitsgang durchzuführen.

Diese Oberflächenbehandlung kann in an sich bekannter Weise mit Hilfe von gasförmigen, flüssigen oder festen Härtungsmitteln erfolgen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erhöhung des Widerstandes der Oberfläche von Stahlteilen gegen Verschleiss, insbesondere bei hohen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche einen mindestens ein karbid- und nitridbildendes Metall enthaltenden Überzug erhält, dieser tiberzug mit dem Stahlteil durch Diffusion innig verbunden und durch Eindiffun- dieren mindestens eines Nichtmetalles gehärtet wird.

UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Überzug hergestellt wird; der Niob enthält.

2. Verfahren nacY1JFatentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass'ein metallischer Überzug hergestellt wird, der Tanta] enthält.

3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Überzug hergestellt wird, der Vanadin enthält.

4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallisdicr r > Tberzug hergestellt wird, der Titan enthält. o. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer verzug hergestellt wird, der Chrom enthält.

6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Überzug hergestellt wird, der Molybdän enthält.

7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekemazeiehnet, dass ein metallischer Überzug hergestellt wird, der Wolfram enthält.

8. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Überzug hergestellt wird, der ausserdem noch einen Zusatz mindestens eines Metalles erhält, das im Stahl kein Karbid bildet.

9. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Oberzug hergestellt wird, der ausserdem noch einen Zusatz von Kupfer erhält.

10. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Überzug hergestellt wird, der ausserdem noch einen Zusatz von Nickel erhält.

11. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Überzug hergestellt wird, der ausserdem noch einen Zusatz von Kobalt erhält.

12. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Überzug auf elektrolytischem Wege hergestellt wird.

13. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Überzug zementiert wird.

14. Verfahren nadi Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Überzug nitriert wird.

15. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der metallische Überzug gleichzeitig zementiert und nitriert wird.

16. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet dass die durch Diffusion erfolgende innige Verbindung des me- tallischen Überzuges mit dem Stahlteil und das Rindiffmldieren mindestens eines Nichtmetalles zum Härten des metallischen Überzuges in einem Arbeitsgang durchgeführt werden.