Verfahren zur Oberflächenveredlung metallischer Werkstücke Es ist bekannt, die Oberfläche von metal- IischenWerkstücken durch Eindiffundieren von Stickstoff und durch die damit verbundene Nitridbildung härter und verschleissfester zu machen.
Ferner ist es bekannt, durch Eindiffun- dieren besonders zur Nitridbildung befähigter Elemente in die Oberfläche von Werkstücken aus Eisen oder Stahl sowie durch Nitrieren der angereicherten Schicht sehr harte und gegen Abtrieb beständige Oberflächen zu erzielen.
Die Anwendung dieser Verfahren ist jedoch umständlich und ausserdem mit hohen Kosten verbunden, weil die örtliche Trennung der Anlage für die Diffusionsbehandlung von jener für die Nitrierung Transportkosten für das Behandlungsgut und hohen Verbrauch an Hilfs stoffen zur Folge hat.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass in ein und derselben Vorrichtung in einer ammoniakhaltigen Atmo sphäre sowohl die Diffusion der nitridbildenden Elemente in die Metalloberfläche als auch die Nitrierung der angereicherten Schicht erfolgt. Das Eindiffundieren der nitridbildenden Ele mente, wie z. B. Wolfram oder Molybdän, die in beliebiger Weise auf das Behandlungsgut aufgebracht werden können, erfolgt in einer Salzschmelze.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Oberflächenveredlung metal lischer Werkstücke durch Eindiffundieren nitridbildender Elemente in die Metallober fläche und Nitrieren der angereicherten Schicht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in ein und derselben Vorrichtung in einer ammoniakhal- tigen Atmosphäre sowohl die Diffusionsbehand lung mittels einer Salzschmelze als auch die Nitridbehandlung durchgeführt wird.
Die Temperatur und die Zeit der Diffusions behandlung richten sich vor allem nach der gewünschten Eindringtiefe und nach der Art des Grundwerkstoffes. Bei Grundwerkstoffen aus Eisen und Stahl haben sich Behandlungs; temperaturen zwischen 900 und<B>1000'</B> C bei einer Behandlungsdauer von 5 bis 6 Stunden als besonders günstig erwiesen.
Vorzugsweise werden die Werkstoffe nach erfolgter Diffusion aus dem Bad herausge hoben und innerhalb der gleichen ammoniak haltigen Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 400 und<B>600'</B> C, vorzugsweise zwi schen 450 und<B>560'</B> C, der Nitrierung unter zogen. Die Dauer dieser Behandlung hängt von der Temperatur ab. Bei einer Temperatur von z. B.<B>530'</B> C wird im allgemeinen eine Nitrierdauer von etwa 30 Stunden ausreichend sein.
Beispiel Auf eine Probe aus Weicheisenmit 0,04% C wurde eine etwa 0,1 mm dünne Schicht aus Molybdän aufgespritzt und in der Salzschmelze bei einer Temperatur von<B>980'</B> C durch 6 Stun den der Diffusionsbehandlung unterzogen. Nach dieser Behandlung wurde die Probe aus dem Bad herausgenommen und bei einer Tempe ratur von<B>530'</B> C durch 30 Stunden in der glei chen Vorrichtung und in der gleichen ammo niakhaltigen Atmosphäre nitriert.
Die durch diese Behandlung erreichte Ober flächenhärte betrug bei Vickers-Härteprüfung bei l kg Belastung ungefähr 1300 kg/mm2.
Process for the surface refinement of metallic workpieces It is known to make the surface of metallic workpieces harder and more wear-resistant by diffusing in nitrogen and by the formation of nitrides associated therewith.
Furthermore, it is known to achieve very hard surfaces which are resistant to abrasion by diffusing into the surface of workpieces made of iron or steel, particularly elements capable of nitride formation, and by nitriding the enriched layer.
However, the use of this method is cumbersome and also associated with high costs because the local separation of the system for diffusion treatment from that for nitration results in transport costs for the material to be treated and high consumption of auxiliaries.
According to the invention, these disadvantages are avoided in that both the diffusion of the nitride-forming elements into the metal surface and the nitriding of the enriched layer take place in one and the same device in an ammonia-containing atmosphere. The diffusion of the nitride-forming elements such. B. tungsten or molybdenum, which can be applied in any way to the material to be treated, takes place in a molten salt.
The subject of the invention is therefore a method for the surface finishing of metallic workpieces by diffusing nitride-forming elements into the metal surface and nitriding the enriched layer, which is characterized in that in one and the same device in an ammonia-containing atmosphere both the diffusion treatment by means of a molten salt as well as the nitride treatment is carried out.
The temperature and the time of the diffusion treatment depend mainly on the desired depth of penetration and the type of base material. In the case of base materials made of iron and steel, treatments have been used Temperatures between 900 and <B> 1000 '</B> C with a treatment time of 5 to 6 hours have proven to be particularly favorable.
Preferably, after diffusion has taken place, the materials are lifted out of the bath and within the same ammonia-containing atmosphere at a temperature between 400 and 600 ° C, preferably between 450 and 560 ° C, subjected to nitration. The duration of this treatment depends on the temperature. At a temperature of e.g. B. 530 'C, a nitriding time of about 30 hours will generally be sufficient.
Example A 0.1 mm thin layer of molybdenum was sprayed onto a sample made of soft iron with 0.04% C and subjected to the diffusion treatment in the molten salt at a temperature of 980 ° C for 6 hours. After this treatment, the sample was taken out of the bath and nitrided at a temperature of <B> 530 '</B> C for 30 hours in the same device and in the same atmosphere containing ammonia.
The surface hardness achieved by this treatment was approximately 1300 kg / mm2 in a Vickers hardness test with a load of 1 kg.