CH396563A - Process for the surface finishing of metal objects and metal object produced by the process - Google Patents

Process for the surface finishing of metal objects and metal object produced by the process

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CH396563A
CH396563A CH6941859A CH6941859A CH396563A CH 396563 A CH396563 A CH 396563A CH 6941859 A CH6941859 A CH 6941859A CH 6941859 A CH6941859 A CH 6941859A CH 396563 A CH396563 A CH 396563A
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hardened
iron
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nitrogen
thermally
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CH6941859A
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Berghaus Bernhard
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Berghaus Elektrophysik Anst
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Description

  

  Verfahren     zur        Oberflächenvergütung    von Metallgegenständen und nach dem     Verfahren          hergestellter    Metallgegenstand    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  Verfahren zur Oberflächenvergütung von Metallge  genständen und auf einen nach dem Verfahren her  gestellten Metallgegenstand. Insbesondere ist das  Verfahren anwendbar für die Oberflächenvergütung  von Gegenständen aus Eisen oder Eisenlegierungen.  



  Unter den bekannten Verfahren zur Oberflächen  vergütung von Gegenständen aus Metallen und Me  tallegierungen, insbesondere solchen aus Eisen und  Eisenlegierungen, sind auch sogenannte     Diffusions-          behandlungen    bekanntgeworden, bei welchen ein  Fremdstoff in die Oberfläche der betreffenden Me  tallgegenstände eindiffundiert wird. Beispielsweise.  ist die Anreicherung der Oberfläche von Gegen  ständen aus Metall bzw.

   Metallegierungen mittels  eindiffundiertem Stickstoff bereits für viele Zwecke  angewendet worden, sei es unter Verwendung eines       Ionenbombardement    in einer elektrischen Gas- und  Glimmentladung, besonders für Eisen- und Bunt  metall-Gegenstände, sei es durch die sogenannte ther  mische     Gasnitrierung    bei Teilen aus Eisen und Eisen  legierungen. Durch die Anreicherung der Metall  oberfläche mittels eindiffundiertem Stickstoff wird  bekanntlich bei Gegenständen aus Eisen und Eisen  legierungen eine bedeutende Steigerung der Ober  flächenhärte erzielt, wobei die     Eindringtiefe    des Stick  stoffs meist 0,5 mm nicht überschreitet.  



  Ausser der sogenannten Diffusionsbehandlung von  Metalloberflächen ist aber auch die thermische Här  tung der     Oberfläche    und einer relativ dünnen, meist  wenige     Millimeter    nicht überschreitenden Oberflä  chenzone bekanntgeworden, bei welchem Verfahren  die meist auf Raumtemperatur befindlichen Metall  gegenstände kurzzeitig auf relativ hohe Temperaturen  in der Grössenordnung von 800-1000  C erhitzt wer  den, vorzugsweise durch Induktionserhitzung, durch         Flammenerhitzung    oder auf andere geeignete Weise.

    Wird diese Erhitzung sehr intensiv und nur kurz  zeitig durchgeführt bzw. sofort anschliessend eine  rasche Abkühlung bewirkt, so lässt sich, beispiels  weise bei einer grossen Zahl von Eisenlegierungen,  eine gegenüber dem     Kernmaterial    wesentlich härtere  Oberflächenzone schaffen.  



  Bei der Untersuchung dieser beiden obengenann  ten, für sich alleine bekannten Verfahren der Ober  flächenvergütung hat sich nun gezeigt, dass ein we  sentlicher Fortschritt dann erzielbar ist, wenn die  beiden Verfahren miteinander kombiniert werden.  



  Die     vorliegende    Erfindung betrifft ein Verfahren  zur Oberflächenvergütung von Metallgegenständen  und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Metall  gegenstände sowohl einer Diffusionsbehandlung, bei  der ein Fremdstoff in die Oberflächen der Metall  gegenstände eindiffundiert wird, als auch einer ther  mischen Oberflächenhärtung unterzogen werden.  



  Ferner betrifft die Erfindung einen Metallgegen  stand, hergestellt nach diesem Verfahren und ver  sehen mit einer gehärteten Oberfläche, gekennzeich  net durch eine mit Fremdstoffen angereicherte Dif  fusionszone und eine tiefer reichende und gegen  über dem Kernmaterial vorwiegend thermisch ge  härtete zweite Zone.  



  Das obengenannte Verfahren ist besonders für  Waffenrohre aus Eisen und eisenhaltigen Legierungen       mit    einer durch     Nitrierung    gehärteten Oberflächen  schicht vorteilhaft anwendbar, wobei mindestens Tei  le der Innenwandung der Waffenrohre nitriert und  innerhalb einer vorbestimmten Tiefe thermisch ge  härtet werden.  



  Die vorliegende Erfindung ist nachstehend in  einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.      Bei der Herstellung von Metallkörpern aus Eisen  und Eisenlegierungen mit einer durch     Nitrierung     gehärteten     Oberflächenschicht    reicht diese durch ein  diffundierten Stickstoff erzeugte gehärtete Zone meist  nur einige     Zehntelsmillimeter,    kaum mehr als 0,5  mm tief, in den Gegenstand hinein. An die derart  gehärtete Oberflächenzone schliesst sich dann das  weniger harte,     ungeänderte    Kernmaterial an.

   Be  sonders bei der sogenannten thermischen     Gasnitrie-          rung    kann häufig ein relativ scharfer     übergang     zwischen der harten     Oberflächenschicht    und dem  Kernmaterial beobachtet werden, auf welche Er  scheinung meist die grosse Sprödigkeit solcher ther  misch erzeugten     Nitrierschichten        zurückgeführt    wird.  



  Bei der beispielsweise in den Patentschriften     Nrn.     355 233 und 373 484 näher beschriebenen elektri  schen     Nitrierung    durch ein     Ionenbombardement    in  einer stickstoffhaltigen Gasatmosphäre mittels elek  trischer Gas- und Glimmentladungen kann zwar ein  sehr     allmählicher    Übergang von der durch     eindif-          fundierten    Stickstoff gehärteten äusseren Randzone  zum unveränderten Kernmaterial geschaffen werden  und eine praktisch splitterfeste,     duktile        gehärtete     Oberfläche erzeugt werden, jedoch ruht die harte  und zähe Oberfläche nach wie vor auf dem weniger  harten,

   weil     ungeänderten    Kernmaterial. Bei be  stimmten Beanspruchungen ist deshalb ein soge  nanntes  Einbrechen  der mechanisch stark belaste  ten     harten        Oberfläche    in das weichere Kernmaterial  zu beobachten.  



  Die Erscheinung des sogenannten Einbrechens  könnte natürlich dadurch weitgehend beseitigt wer  den, indem eine     Stickstoffanreicherung    bis in eine  Tiefe von etwa 2 mm vorgenommen wird, was  besonders bei der elektrischen     Glimmnitrierung     durchaus möglich ist. Diese Massnahme würde aber  eine sehr lange Behandlungszeit von beispielsweise  60 bis 100 Stunden für jeden zu härtenden Gegen  stand notwendig machen, weshalb in der Praxis  eine grössere     Nitriertiefe    als etwa 0,4 bis 0,6 mm  kaum angewendet wird.  



  Die gleiche Verbesserung lässt sich jedoch sehr  viel einfacher und mit nur geringem Zeitaufwand  gemäss dem vorliegenden Verfahren erzielen. Hierbei  wird z. B. ausser der     Nitrierung    mittels eindiffun  diertem Stickstoff auch eine     thermische    Härtung  einer     Oberflächenzone    vorbestimmter Tiefe verwen  det, beispielsweise durch eine     Induktionshärtung    mit       anschliessender    rascher Abkühlung.     Mittels    einer sol  chen Induktionshärtung, einer     Flammenhärtung    oder  mittels anderer bekannter Verfahren lässt sich eine  thermische Härtung einer Oberflächenzone von bei  spielsweise 2 mm Tiefe unschwer verwirklichen.

   Hier  zu ist meist nur eine Erhitzung     während        weniger          Minuten    auf über 650  C, vorzugsweise auf 800  bis 1000  C, ausreichend, wenn die Erhitzung ge  nügend intensiv durchgeführt wird oder eine an  schliessende rasche Abkühlung erfolgt. Wie bekannt,  muss hierbei     vermieden    werden, dass das Kernmaterial  selbst auf höhere Temperaturen als einige 100  C    kommt.

   Durch die Kombination der beiden Ver  fahren, nämlich der thermischen Härtung einer Ober  flächenzone und der     Nitrierhärtung    der Oberfläche,  lassen sich Metallgegenstände herstellen, bei wel  chen die harte     Nitrierzone    an eine thermisch ge  härtete Materialzone anschliesst und diese dann in  das nicht gehärtete Kernmaterial übergeht. Zweck  mässigerweise wird die     Eindringtiefe    der thermischen  Härtung grösser als die     Eindringtiefe    des eindiffun  dierten Stickstoffes gemacht.  



  Das vorliegende Verfahren kann beispielsweise  derart durchgeführt werden, dass zuerst die betreffen  de     Metalloberfläche    mittels eindiffundiertem Stick  stoff mit einer gehärteten     Nitrierschicht    versehen  wird, wobei sowohl die übliche thermische     Gas-          nitrierung    als auch die elektrische     Nitrierung    durch  ein     Ionenbombardement    in einer stickstoffhaltigen  Gasatmosphäre anwendbar ist.

   Nach erfolgter Be  endigung der     Nitrierung,    die je nach der gewünschten  Tiefe der     Nitrierzone    zwischen 10 und 60 Stunden  betragen kann, wird das betreffende Werkstück lang  sam abgekühlt, bis es Raumtemperatur angenommen  hat. Anschliessend     erfolgt    eine thermische Härtung  einer Oberflächenschicht von beispielsweise 2 bis  3 mm Tiefe, indem die     Oberfläche    während einiger       Minuten    durch     Induktionsheizung    auf etwa 900  C  erhitzt wird.

   Handelt es sich um ein Werkstück  mit grosser Masse, so ist, bei genügend intensiver  und kurzzeitiger Erhitzung, eine anschliessende be  sondere Abkühlung nicht erforderlich, da die grosse  Wärmeleitung innerhalb des Metallkörpers dafür  sorgt,     däss    in einer Tiefe von über 2 bis 3 mm  das Kernmaterial höchstens einige 100  warm wird  und 400 bis     500 C    nicht überschreitet. Ist dagegen  ein Gegenstand mit relativ geringer Masse auf die  angegebene Weise     thermisch    zu härten, so empfiehlt  es sich, nach einigen Minuten Erhitzung der Ober  fläche, den Gegenstand in einem     Wasser-.    oder Öl  bad rasch abzukühlen.

   Ein auf diese Weise her  gestellter Metallkörper zeichnet sich dadurch aus,  dass er von der Oberfläche aus in vorbestimmte  Tiefe mit Fremdstoffen, hier also mit Stickstoff,  angereichert ist, an welche Diffusionszone sich eine  tiefer reichende thermisch gehärtete zweite Zone  anschliesst, die in das unveränderte Kernmaterial  übergeht. Wird für das     Eindiffundieren    des Stick  stoffs eine Temperatur unterhalb von 650 C, vor  zugsweise von 450-580 C, angewendet und für die  thermische Härtung die Erhitzung auf über 650 C,  vorzugsweise auf 800 bis 1000 C, vorgenommen,  so ergibt sich eine Oberflächenvergütung des be  treffenden Eisen- bzw.

   Stahlkörpers, bei der auch  eine punktweise Belastung der harten Oberfläche       mittels    sehr hoher Drücke kein  Einbrechen  der  harten     Nitrierschicht    mehr beobachtet werden kann.    Das vorliegende Verfahren kann im Prinzip aber  auch umgekehrt     ausgeführt    werden, indem die zu  vergütende Eisen- bzw. Stahloberfläche zuerst auf  eine vorbestimmte Tiefe thermisch gehärtet wird,  an welchen Vorgang sich dann die Diffusionsbe-           handlung    in einer stickstoffhaltigen Atmosphäre, sei  es durch thermische     Gasnitrierung    oder durch elek  trische     Glimmnitrierung,    anschliesst.

   In der     Praxis     hat sich jedoch die erstgenannte Reihenfolge der  beiden Behandlungen besser bewährt als die letzt  genannte Reihenfolge.  



  Es muss hier besonders betont werden, dass die  beschriebene thermische Härtung einer relativ dün  nen Oberflächenzone von nur einigen     Millimetern     Tiefe von dem sogenannten      Anlasseng>    unterschie  den werden muss. Beim bekannten     Anlassverfahren     wird nicht nur die Oberflächenzone, sondern das  gesamte Kernmaterial auf eine vorbestimmte Tem  peratur gebracht und erfährt dadurch eine Um  wandlung, meist eine grössere Festigkeit oder Härte.  Beim vorliegenden Verfahren bleibt dagegen das  Kernmaterial praktisch urgeändert, behält also seine  mechanischen Eigenschaften, während lediglich eine  dünne Oberflächenzone von einigen Millimetern Tiefe  in ihrer Festigkeit geändert wird und als Träger  schicht für die     Nitrierzone    dient.

   Das vorliegende  Verfahren wird mit besonderem Vorteil für die Ober  flächenvergütung der Innenwandung von Geschütz  rohren oder anderen Waffenrohren angewendet. Für  derartige Waffenrohre hat sich bereits die elektrische       Glimmnitrierung,    beschrieben im Patent Nr. 308 295  besonders bewährt, da die sehr harte, aber zähe  und     duktile    nitrierte Oberfläche eine bedeutende  Verringerung des Verschleisses der     Rohrinnenwan-          dung    beim Schiessvorgang ergibt. Für derart nitrierte  Waffenläufe kann eine weitere Verbesserung durch  Behandlung der Innenwandung gemäss dem oben  beschriebenen Verfahren erzielt werden.

   Vorzugs  weise wird hierzu nach erfolgter     Nitrierung    der  Innenwandung und Abkühlung des betreffenden Waf  fenrohres eine kurzzeitige, aber intensive Erhitzung  der Innenwandung erfolgt. Beispielsweise kann zu  diesem Zweck eine Induktionsspule- mit vorbestimm  ter Geschwindigkeit durch das Waffenrohr hindurch  geführt und dabei mit Mittel- oder Hochfrequenz  strom derart gespeist werden, dass an den jeweils  der Spule benachbarten Stellen der Innenwandung  die Oberfläche auf eine Temperatur erhitzt wird,  die beim jeweils vorliegenden Werkstoff des Rohres  eine thermische Härtung einer Oberflächenschicht  von wenigen Millimeter .Tiefe bewirkt.

   Bei genügend  intensiver Erregung der Induktionsspule kann die       Durchlaufgeschwindigkeit    derselben durch das Waf  fenrohr derart bemessen werden, dass tatsächlich  nur eine Oberflächenzone an der Innenwandung ge  härtet wird, während das anschliessende Kernmaterial  unverändert bleibt. Falls erwünscht, kann auf diese  Weise auch nur ein Teil des Waffenrohres an seiner  Innenseite zusätzlich vergütet werden, beispielsweise  der dem Patronenlager benachbarte, besonders hoch  beanspruchte Teil des Waffenrohres.  



  Das vorliegende Verfahren ist oben für solche  Ausführungsbeispiele beschrieben, bei welchen Ge  genstände aus Eisen oder Eisenlegierungen, beispiels  weise Waffenläufe durch eindiffundierten Stickstoff    an der Oberfläche     nitriert    und ausserdem thermisch  gehärtet werden.

   Das Verfahren ist aber keineswegs  hierauf beschränkt, sondern lässt sich auch für Ge  genstände aus anderen Metallen und Metallegierun  gen verwenden, beispielsweise für     Buntmetalle.    Ins  besondere bei Verwendung einer elektrischen     Gas-          und    Glimmentladung zum     Eindiffundieren    eines  Fremdstoffes in eine Metalloberfläche in einer den  betreffenden Fremdstoff enthaltenden Gasatmosphäre  kann eine     Oberflächenvergütung    von Buntmetallen,  wie Kupfer, Aluminium usw., erfolgen.



  Method for the surface treatment of metal objects and a metal object produced by the method The present invention relates to a method for the surface treatment of metal objects and to a metal object produced by the method. In particular, the method can be used for the surface finishing of objects made of iron or iron alloys.



  Among the known methods for surface treatment of objects made of metals and metal alloys, in particular those made of iron and iron alloys, so-called diffusion treatments have also become known, in which a foreign substance is diffused into the surface of the metal objects in question. For example. is the enrichment of the surface of objects made of metal or

   Metal alloys by means of diffused nitrogen have already been used for many purposes, be it using ion bombardment in an electric gas and glow discharge, especially for iron and non-ferrous metal objects, be it through the so-called thermal gas nitriding on parts made of iron and iron alloys . By enriching the metal surface by means of diffused nitrogen, a significant increase in the surface hardness is achieved with objects made of iron and iron alloys, with the penetration depth of the stick material usually not exceeding 0.5 mm.



  In addition to the so-called diffusion treatment of metal surfaces, the thermal hardening of the surface and a relatively thin surface zone, usually not exceeding a few millimeters, has become known, in which process the metal objects, which are usually at room temperature, are briefly heated to relatively high temperatures in the order of 800- 1000 C heated to whoever, preferably by induction heating, by flame heating or in another suitable manner.

    If this heating is carried out very intensively and only for a short time or if a rapid cooling is effected immediately afterwards, a surface zone that is much harder than the core material can be created, for example with a large number of iron alloys.



  In the investigation of these two above-mentioned methods of surface finishing, which are known per se, it has now been shown that substantial progress can be achieved if the two methods are combined with one another.



  The present invention relates to a method for surface finishing of metal objects and is characterized in that the metal objects are subjected to both a diffusion treatment, in which a foreign substance is diffused into the surfaces of the metal objects, and a thermal surface hardening.



  Furthermore, the invention relates to a metal object, produced by this method and see ver with a hardened surface, gekennzeich net by an enriched with foreign matter diffusion zone and a deeper and mainly thermally hardened ge over the core material second zone.



  The above method is particularly advantageous for weapon barrels made of iron and ferrous alloys with a surface hardened by nitriding, with at least Tei le of the inner wall of the weapon barrels nitrided and thermally hardened ge within a predetermined depth.



  The present invention is explained in more detail below in some exemplary embodiments. When manufacturing metal bodies made of iron and iron alloys with a surface layer hardened by nitriding, this hardened zone created by diffused nitrogen usually only extends a few tenths of a millimeter, hardly more than 0.5 mm deep, into the object. The less hard, unchanged core material then adjoins the surface zone hardened in this way.

   In so-called thermal gas nitration, in particular, a relatively sharp transition between the hard surface layer and the core material can often be observed, to which apparently the great brittleness of such thermally generated nitriding layers is attributed.



  In the case of the electrical nitration, described in more detail, for example, in Patent Nos. 355 233 and 373 484, by ion bombardment in a nitrogen-containing gas atmosphere by means of electrical gas and glow discharges, a very gradual transition from the outer edge zone hardened by diffused nitrogen to the unchanged Core material can be created and a practically splinter-resistant, ductile hardened surface can be created, but the hard and tough surface still rests on the less hard,

   because unchanged nuclear material. With certain stresses, a so-called break-in of the mechanically heavily loaded hard surface into the softer core material can be observed.



  The phenomenon of the so-called break-in could of course be largely eliminated by adding nitrogen to a depth of about 2 mm, which is quite possible, especially with electrical glow nitriding. However, this measure would require a very long treatment time of, for example, 60 to 100 hours for each object to be hardened, which is why a greater nitriding depth than about 0.4 to 0.6 mm is hardly used in practice.



  However, the same improvement can be achieved very much more easily and with only a small expenditure of time according to the present method. Here z. B. in addition to nitriding by means of diffused nitrogen also a thermal hardening of a surface zone of a predetermined depth verwen det, for example by induction hardening with subsequent rapid cooling. By means of such induction hardening, flame hardening or by means of other known methods, thermal hardening of a surface zone of, for example, 2 mm in depth can be easily achieved.

   In this case, only heating for a few minutes to over 650 ° C., preferably to 800 to 1000 ° C., is sufficient if the heating is carried out sufficiently intensively or a subsequent rapid cooling takes place. As is known, it must be avoided that the core material itself reaches temperatures higher than a few 100 ° C.

   By combining the two methods, namely the thermal hardening of a surface zone and the nitriding of the surface, metal objects can be produced in which the hard nitriding zone adjoins a thermally hardened material zone and this then merges into the non-hardened core material. Appropriately, the penetration depth of the thermal hardening is made greater than the penetration depth of the diffused nitrogen.



  The present method can, for example, be carried out in such a way that first the relevant metal surface is provided with a hardened nitriding layer by means of diffused nitrogen, with both the usual thermal gas nitriding and electrical nitriding by ion bombardment in a nitrogen-containing gas atmosphere.

   After completion of the nitriding, which can be between 10 and 60 hours depending on the desired depth of the nitriding zone, the workpiece in question is slowly cooled until it has reached room temperature. This is followed by thermal hardening of a surface layer, for example 2 to 3 mm deep, by heating the surface to around 900 ° C. for a few minutes by induction heating.

   In the case of a workpiece with a large mass, if the heating is sufficiently intense and brief, a subsequent special cooling is not necessary, as the great heat conduction within the metal body ensures that the core material is over 2 to 3 mm deep does not warm to more than a few hundred and does not exceed 400 to 500 C. If, on the other hand, an object with a relatively low mass is to be cured thermally in the specified manner, it is advisable, after heating the upper surface for a few minutes, to place the object in a water. or oil bath to cool quickly.

   A metal body produced in this way is characterized by the fact that it is enriched from the surface to a predetermined depth with foreign substances, in this case with nitrogen, which diffusion zone is followed by a deeper, thermally hardened second zone, which is inserted into the unchanged core material transforms. If a temperature below 650 ° C., preferably 450-580 ° C., is used for the diffusion of the stick material, and the heating to over 650 ° C., preferably 800 to 1000 ° C., is carried out for thermal curing, the surface finish is achieved relevant iron resp.

   Steel body in which even a point-wise loading of the hard surface by means of very high pressures, no break-in of the hard nitride layer can be observed. In principle, the present method can also be carried out the other way round, in that the iron or steel surface to be tempered is first thermally hardened to a predetermined depth by electrical glow nitriding.

   In practice, however, the first-mentioned sequence of the two treatments has proven to be more effective than the last-mentioned sequence.



  It must be particularly emphasized here that the described thermal hardening of a relatively thin surface zone only a few millimeters deep must be differentiated from the so-called tempering. In the known tempering process, not only the surface zone, but the entire core material is brought to a predetermined temperature and thus undergoes a conversion, usually greater strength or hardness. In the present process, however, the core material remains practically unchanged, so it retains its mechanical properties, while only a thin surface zone a few millimeters deep is changed in its strength and serves as a carrier layer for the nitriding zone.

   The present method is used with particular advantage for the surface treatment of the inner wall of gun barrels or other weapon barrels. Electrical glow nitriding, described in patent no. 308 295, has already proven particularly useful for weapon barrels of this type, since the very hard but tough and ductile nitrided surface results in a significant reduction in wear on the inside wall of the barrel during the firing process. For weapon barrels nitrided in this way, a further improvement can be achieved by treating the inner wall according to the method described above.

   Preference is given to this after nitriding of the inner wall and cooling of the weapon in question, a brief but intensive heating of the inner wall takes place. For example, for this purpose, an induction coil can be passed through the weapon barrel at a predetermined speed and fed with medium or high frequency current in such a way that the surface is heated to a temperature at the points on the inner wall adjacent to the coil The existing material of the pipe causes thermal hardening of a surface layer a few millimeters deep.

   If the induction coil is excited sufficiently, the speed at which it passes through the Waf fenrohr is such that actually only a surface zone on the inner wall is hardened while the subsequent core material remains unchanged. If desired, only part of the weapon barrel can be additionally remunerated on its inside in this way, for example the particularly highly stressed part of the weapon barrel adjacent to the cartridge chamber.



  The present method is described above for those exemplary embodiments in which objects made of iron or iron alloys, for example weapon barrels, are nitrided by diffused nitrogen on the surface and are also thermally hardened.

   However, the process is by no means restricted to this, but can also be used for objects made of other metals and metal alloys, for example for non-ferrous metals. In particular when using an electric gas and glow discharge to diffuse a foreign substance into a metal surface in a gas atmosphere containing the foreign substance in question, non-ferrous metals such as copper, aluminum, etc., can be coated.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Oberflächenvergütung von Me tallgegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallgegenstände sowohl einer Diffusionsbehand lung, bei der ein Fremdstoff in die Oberflächen der Metallgegenstände eindiffundiert wird, als auch einer thermischen Oberflächenhärtung unterzogen werden. Il. Metallgegenstände, hergestellt nach dem Ver fahren gemäss Patentanspruch I, versehen mit einer gehärteten Oberfläche, gekennzeichnet durch eine mit Fremdstoffen angereicherte Diffusionszone und eine tiefer reichende und gegenüber dem Kern material vorwiegend thermisch gehärtete zweite Zone. PATENT CLAIMS I. A method for the surface treatment of metal objects, characterized in that the metal objects are subjected to both a diffusion treatment, in which a foreign substance is diffused into the surfaces of the metal objects, and a thermal surface hardening. Il. Metal objects, produced according to the method according to claim I, provided with a hardened surface, characterized by a diffusion zone enriched with foreign matter and a deeper-reaching second zone which is predominantly thermally hardened compared to the core material. III. Anwendung des Verfahrens nach Patent anspruch I auf Waffenrohre aus Eisen oder eisen haltigen Legierungen mit einer durch Nitrierung ge härteten Oberflächenschicht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens Teile der Innenwandung der Waffen rohre nitriert und thermisch gehärtet werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Metall gegenstände zuerst diffusionsbehandelt und anschlie ssend thermisch oberflächengehärtet werden. 2. III. Application of the method according to patent claim I to gun barrels made of iron or iron-containing alloys with a surface layer hardened by nitriding, characterized in that at least parts of the inner wall of the gun barrels are nitrided and thermally hardened. SUBClaims 1. The method according to claim I, characterized in that the surfaces of the metal objects are first diffusion treated and then thermally surface-hardened. 2. Verfahren nach Patentanspruch I zur Ober flächenvergütung von Gegenständen aus Eisen oder Eisenlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberfläche Stickstoff eindiffundiert wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Induktionserhitzung thermisch oberflächengehärtet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Oberflächenerhitzung thermisch oberflächengehärtet wird. 5. Method according to patent claim I for surface finishing of objects made of iron or iron alloys, characterized in that nitrogen is diffused into the surface. 3. The method according to claim I, characterized in that the surface is thermally hardened by means of induction heating. 4. The method according to claim I, characterized in that the surface is thermally hardened by means of surface heating. 5. Verfahren nach Patentanspruch I zur Ober flächenvergütung von Gegenständen aus Eisen oder Eisenlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberflächen oder Metallgegenstände Stickstoff eindiffundiert wird und eine gehärtete nitrierte Ober fläche gebildet wird, deren Tiefe geringer als die jenige der thermisch oberflächengehärteten Zone ist. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die Nitrierung und dann die thermische Oberflächenhärtung durchgeführt wird. 7. Method according to patent claim I for surface finishing of objects made of iron or iron alloys, characterized in that nitrogen is diffused into the surfaces or metal objects and a hardened nitrided surface is formed, the depth of which is less than that of the thermally surface-hardened zone. 6. The method according to dependent claim 5, characterized in that first the nitriding and then the thermal surface hardening is carried out. 7th Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst eine Nitrierung der Ober- fläche durch ein Ionenbombardement in einer stick stoffhaltigen Gasatmosphäre mittels einer elektrischen Gas- und Glimmentladung bei einer 650 C nicht übersteigenden Temperatur durchgeführt und dann die Oberfläche kurzzeitig auf über 650 C erhitzt wird. B. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Oberflächenhär tung durch Erhitzung während einiger Minuten auf über 600 C und anschliessende rasche Abkühlung durchgeführt wird. 9. Method according to dependent claim 5, characterized in that first the surface is nitrided by ion bombardment in a nitrogen-containing gas atmosphere by means of an electrical gas and glow discharge at a temperature not exceeding 650 C and then the surface is briefly heated to over 650 C. . B. The method according to claim I, characterized in that the thermal surface hardening device is carried out by heating for a few minutes to over 600 C and subsequent rapid cooling. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass bei der thermischen Oberflä chenhärtung die Erhitzung so kurzzeitig vorgenom men und die Abkühlung so rasch durchgeführt wird, dass eine höchstens einige Milimeter tiefe gehärtete Oberflächenschicht erzeugt wird. 10. Metallgegenstand nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine mit Stickstoff angereicher te Diffusionszone und eine tiefer reichende thermisch oberflächengehärtete Zone. 11. Method according to claim 1, characterized in that in the case of thermal surface hardening, the heating is carried out for such a short time and the cooling is carried out so quickly that a hardened surface layer at most a few millimeters deep is produced. 10. Metal object according to claim II, characterized by a nitrogen-enriched diffusion zone and a deeper-reaching thermally surface-hardened zone. 11. Metallgegenstand aus Eisen oder Eisenle gierungen nach Patentanspruch 1I, gekennzeichnet durch eine mit eindiffundiertem Stickstoff angerei cherte, gehärtete Oberflächenschicht und eine tiefer reichende, praktisch stickstofffreie Materialzone mit einer gegenüber dem Kernmaterial grösseren Härte. Metal object made of iron or iron alloys according to claim 1I, characterized by a hardened surface layer enriched with diffused nitrogen and a deeper, practically nitrogen-free material zone with a greater hardness than the core material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1992021787A1 (en) * 1991-05-31 1992-12-10 Kharkovsky Fiziko-Tekhnichesky Institut Method and device for thermochemical treatment of articles
DE19820152A1 (en) * 1998-05-06 1999-11-11 Rossendorf Forschzent Boundary layer containing nitrogen on components consisting of stainless steel, and method for producing such a boundary layer

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