CH322366A - Verfahren zur Herstellung metallischer Werkstücke mit sehr harten und verschleissfesten Oberflächen - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung metallischer Werkstücke mit sehr harten  und verschleissfesten Oberflächen    Es ist bereits bekannt, dass zur Erhöhung  der Oberflächengüte von metallischen Werk  stücken, vor allem der Härte und Verschleiss  festigkeit,     Karbidbildner    wie Chrom, Wolf  ram,     Molybdän    usw. durch Diffusion in die  Oberflächenschichten eingebracht werden.  



       iese    Diffusionsbehandlung kann entweder  mittels pulverisierter Metalle oder in einem  Salzbad, zweckmässig in Gegenwart eines re  duzierenden Gases oder auch mittels gasför  miger Medien durchgeführt werden.  



  Es wurde auch schon vorgeschlagen, die  auf diese Weise erzeugten Oberflächenschich  ten anschliessend einer     Aufkohlungsbehand-          lung    oder     Nitrierbehandlung    zu unterziehen,  um damit die Härte dieser Schichten zu stei  gern.  



  Bei Anwendung derartiger Verfahren  haben sich aber häufig die gewünschten Er  folge nicht eingestellt. Insbesondere treten bei  der Bildung von     Molybdän-Diffusionsschichten     in Legierungen des Eisens mit einem     Kohlen-          stoffgehalt        von        etwa        0,4        %        und        darüber        durch     die     entkohlende    Wirkung der Wasserstoff  atmosphäre Schwierigkeiten auf.

   Bei     Kohlen-          stoffgehalten        über        etwa        0,8%        bildeten        sich     an der Oberfläche Gerüste von     Karbidschich-          ten,    wodurch die Bildung der gewünschten  Diffusionsschichten weitgehend gehemmt  wurde.    Ferner hat sich gezeigt, dass durch die bis  her bekanntgewordenen Verfahren nicht im  mer eine optimale Oberflächenbeschaffenheit  erzielt werden kann.

   Es bilden sich nämlich  häufig schwammige Oberflächen, besonders       hei    der     Molybdänisierung    mittels einer Salz  badbehandlung oder auch bei Verwendung  von Metallpulver, die für die nachfolgende       flufkohlung    nicht sehr geeignet sind.  



  Ausserdem wurde festgestellt, dass sich zum  Beispiel beim gleichzeitigen     Eindiffundieren     von     Molybdän    und Kohlenstoff in das Grund  material über einer völlig     entkohlten    Zone  eine sehr dünne     Karbidschicht    an der Ober  fläche bildet, deren Verwendung für indu  strielle Zwecke nicht möglich ist.  



  Gegenstand der Erfindung ist nun ein  Verfahren zur Herstellung metallischer Werk  stücke mit sehr harten und verschleissfesten  Oberflächen durch Anreicherung von     karbid-          bildenden    Elementen in der Oberflächen  schicht -Lind     Aufkohlung    des Kernes durch die  gebildete Oberflächenschicht hindurch, das  dadurch gekennzeichnet ist, dass ein aus Eisen  oder einer Eisenlegierung bestehender Grund  werkstoff verwendet wird, der höchstens so  viel Eisenkarbid enthält, als einem     Kohlen-          stoffgehalt        von        0;4%        entspricht.     



  Die Oberflächenschicht kann mit Wolfram  und/oder     Molybdän    angereichert werden.      Für die     Aufkohlung    wird vorteilhaft ein  gasförmiges Medium, bestehend aus 92     Vol.O/o     Wasserstoff und 8     Vol.O/a        Propan-Butan-          gemisch,        verwendet.     



       Beispiele     1.. An Proben aus handelsüblichem      Armco -          Eisen        mit        0,03%        C        wurde        aus        einem        Salz-          schmelzbad    in einer Wasserstoffatmosphäre  durch eine Behandlung von 10 Stunden Dauer  bei 1050  C     Molybdän    zur     Eindiffundierung     gebracht.

   Anschliessend wurden diese Proben       aus        der        Gasphase,        bestehend        aus        92        Vol.%          Wasserstoff        und    8     Vol.%        Propan-Butan-          gemisch,        aufgekohlt.    Zu Vergleichszwecken  wurden Proben aus dem gleichen Werkstoff  lediglich der     Aufkohlungsbehandlung    unter  zogen.  



  2. An Proben aus handelsüblichem      Armco -          Eisen        mit        0,03%        .C        wurde        aus        einem        Salz-          schmelzbad    in einer Wasserstoffatmosphäre  durch eine Behandlung von 8 Stunden Dauer  bei 1150  C Wolfram zur     Eindiffundierung     gebracht.

   Anschliessend wurden diese Proben       aus        der        Gasphase,        bestehend        aus        92        Vol        %          Wasserstoff        und    8     Vol.%        Propan-Butan-          gemisch,    durch Behandlung von 2 Stunden  Dauer bei 1050  C     aufgekohlt.    Zu Vergleichs  zwecken wurden auch in diesem Falle Proben  des gleichen Materials lediglich der     Aufkoh-          lungsbehandlung    unterzogen.  



  Die Prüfung der Proben nach Wasser  abschreckung von 960  C ergab, dass die nach  dem erfindungsgemässen Verfahren behandel  ten Proben eine bis zu<B>30014</B> höhere Oberflä  chenhärte als jene zeigten, die lediglich der       Aufkohlungsbehandlung    unterzogen worden  waren.  



       3.        An        Stahlproben        mit        0,5%        C,        0,3%        Si,          0,80,10        Mn,        1,1%        Cr        und        0,

  1%        V        wurde        aus     einem     Salzschmelzbad    durch eine Behandlung  von 12     Stunden    Dauer bei 1030  C Wolfram  zur     Eindiffundierung    gebracht.

   Anschliessend  wurden diese Proben aus der Gasphase,     be-          stehend        aus        92        V        ol.%        Wasserstoff    -     und     8     Vol.O/o        Propan-Butangemisch,        aufgekohlt.       Zum Vergleich wurden Proben aus dem  gleichen Material lediglich der     Aufkohlungs-          behandlung    unterzogen.  



  Die Prüfung der Oberflächenhärte nach  Abschrecken in Öl von 850  C ergab, dass die  der     Diffusions-    und     Aufkohlungsbehandlung          unterzogenen        Proben        nur        eine        um        15        bis        20        %     höhere Oberflächenhärte als jene Proben zeig  ten, die lediglich der     Aufkohlungsbehandlung     unterzogen worden waren.  



  Dieses Beispiel zeigt, dass sich bei Grund  werkstoffen mit oberhalb der erfindungsgemä  ssen Höchstgrenze liegenden     Eisenkarbidantei-          len    durch eine     Diffusionsbehandlung    vor der       Aufkohlungsbehandlung    auch hinsichtlich der  erreichbaren Härte eine wesentliche Verbes  serung der Oberflächenschichten nicht erzie  len lässt.  



  Die erfindungsgemässe Vorschrift     bezüg-          iich    des     Eisenkarbidanteils    des Grundwerk  stoffes ist somit von entscheidendem Einfluss  auf die erreichbare Qualität der Oberflächen  schichten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herste11ang metallischer Werkstücke mit sehr harten und verschleiss festen Oberflächen durch Anreicherung von karbidbildenden Elementen in der Oberflä chenschicht und Aufkohlung des Kernes durch die gebildete Oberflächenschicht hindurch, da durch gekennzeichnet, dass ein aus Eisen oder einer Eisenlegierung bestehender Grundwerk stoff verwendet wird, der höchstens so viel Eisenkarbid enthält, als einem Kohlenstoff- gehalt von 0,4% entspricht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die Oberflächen schiebt der Merkstücke mit Molybdän ange reichert wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Oberflächen schiebt der Werkstücke mit Wolfram angerei chert wird. 3. Verfahren nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die Oberflächen- sehicht der Werkstücke gleichzeitig mit Wolf ram und 11lolybdän angereichert wird.

   Verfahren -nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Aufkohlung ein gasförmiges Medium, bestehend aus 92 Vol.o,1o Wasserstoff und 8 Vol.o/o Propan- Butangemisch, verwendet wird.