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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Erhöhung der Abriebfestigkeit von Werkstücken aus Edelstahl oder Nickelmetall-Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke einer Aufkohlung mittels gasförmiger Kohlenstoffverbindungen bei einer Temperatur zwischen 700 C und 1 l000C bei einem Druck zwischen 0,5 und 1,5 bar so lange unterworfen werden, bis die gewünschte Eindringtiefe des Kohlenstoffes erreicht ist, und dass anschliessend die Werkstücke in einem Edelgas oder einem Gemisch aus Wasserstoff, Stickstoff und/oder Edelgas abgekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufkohlung ein strömendes Gasgemisch im Kreislauf geführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke in einem zylindrischen Reaktionsgefäss auf axial symmetrischen Horden oder Paletten angeordnet werden, und mit diesen Haltevorrichtungen mit einer mittleren Geschwindigkeit von 1 bis 5 cm/sec im Abstand von 5 bis 20 Min abwechselnd in entgegengesetzter Richtung bewegt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffkonzentration in dem vergütenden Gasgemisch zu 80 bis 95 Vol.% eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke in einem Reaktionsgefäss einem Gasgemisch ausgesetzt werden, dass aus Chlor-Kohlenwasserstoffen erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke in einem Reaktionsgefäss einem Gasgemisch ausgesetzt werden, das aus Halogeniden von Titan, Silicium oder Bor erzeugt wird.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Erhöhung der Abriebfestigkeit von Schreibröhrchen aus Edelstahl oder Nickelmetall-Legierungen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Abriebfestigkeit von Werkstücken, insbesondere Schreibröhrchen, aus Edelstahl oder Nickelmetall-Legierungen.
Derartige Schreibröhrchen, wie sie beispielsweise in der DE-OS 2550139 und der DE-AS 2135780 und der DE-PS 1274929 beschrieben sind, haben sich zum Zeichnen und der Beschriftung von Zeichnungen in steigendem Masse durchgesetzt. Sie haben den Vorteil eines kontinuierlichen Tuscheflusses und einer gleichmässigen Linienbreite. Derartige Schreibröhrchen werden sogar in Verbindung mit Maschinen zum automatischen Zeichnen oder Beschriften durch Plotter benutzt. Ein schwerwiegendes Problem, welches sich bei der Herstellung derartiger Schreibröhrchen stellt, besteht in dem Abrieb durch Reibungsberührung mit der Zeichenfläche.
Diese Abnutzung ist besonders dann gegeben, wenn Transparente hoher Rauhigkeit oder die neuerdings zum Zeichnen üblichen Folien benutzt werden, die als Füllstoffe Siliciumdioxid oder dgl. enthalten, und demgemäss eine hohe Schleifwirkung auf die Schreibspitze ausüben. Die Schleifwirkung ist naturgemäss um so grösser und die Schreibspitzen werden um so schneller unbrauchbar, um so weicher der zur Herstellung der Schreibspitze benutzte Werkstoff ist.
Die im grossen Umfange verwendeten verchromten Schreibspitzen, die den Vorteil haben, dass sie relativ billig herstellbar sind, werden einer solchen Abnutzung in besonders starkem Masse unterworfen, so dass die Chromschicht sehr bald abgenutzt wird und der Verschleiss dann schnell bis zur Unbrauchbarkeit des Schreibröhrchens fortschreitet.
Eine längere Standzeit besitzen zwar die aus Hartmetall gesinterten Schreibspitzen, jedoch haben diese den Nachteil eines hohen Herstellungsaufwandes und hoher Kosten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung hochabriebfester Werkstücke mit einer etwa den Hartmetallwerkstücken entsprechenden Güte auf wirtschaftlichere und billigere Art und Weise in Massenfertigung zu gewährleisten, und hierzu ein Verfahren zu schaffen, durch welches die Abriebfestigkeit von Werkstücken aus preisgünstig zur Verfügung stehenden Werkstoffen, wie Edelstahl oder Nickelmetall-Legierungen erhöht wird.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte.
Durch dieses Verfahren wird insbesondere erreicht, dass unter Verwendung billiger Ausgangswerkstücke ein Schreibröhrchen bis zu der gewünschten Eindringtiefe eine Abriebfestigkeit erhält, wie sie nur bei den teuersten bisher bekannten Schreibröhrchen aus Hartmetall zu verzeichnen war. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Massenfertigung und lässt sich daher billig durchführen.
Gemäss der Literaturstelle Arch Eisenhüttenwesen 46 (1975) Nr. 6, Seite 397 bis 400 sind bereits Aufkohlungsversuche an hitzebeständigen Chrom-Nickelstählen und Legierungen bei Temperaturen von 900 bis 1150"C durchgeführt worden. Dabei wurde insbesondere untersucht, warum sich die Aufkohlung von Edelstählen negativ auswirkt. Die besten Ergebnisse im Sinne dieser Untersuchungen wurden dort erreicht, wo die Aufkohlung am geringsten, d.h. am wenigsten schädlich ist. Die Erfindung weist demgegenüber einen neuen Weg zur Schaffung eines Werkstücks mit technisch wertvollen Eigenschaften. Bei den in der genannten Literaturstelle durchgeführten Versuchen wurde mit Kohlegranulaten mit CO/C02 gearbeitet. Diese Stoffe werden bei dem erfindungsgemässen Verfahren jedoch nicht benutzt.
Das chemische Potential von Kohlenstoff im System C/CO/C02, wie es bei den Versuchen benutzt wurde, ist völlig anders als beim Kohlenstoffträger gemäss der Erfindung. Folglich ergeben sich auch andere Schliffbilder und Eindringtiefen.
Weitere zweckmässige Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.
Die im Anspruch 5 gekennzeichnete Abscheidung von Hartstoffschichten auf metallischen Oberflächen ist zwar durch die US-PS 3637320, 3771 976,37 72 058,37 83 007, 3874900 bekannt, jedoch nicht in Verbindung mit einem erfindungsgemäss durchgeführten Verfahren gemäss Hauptanspruch.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben. Die Schreibröhrchen mit einem Durchmesser von 0,25 bis 3 mm werden in einem strömenden Gemisch aus ca. 5 Vol% Methan und Wasserstoff bei einem Gesamtdruck von 0,5 bis 1,5 bar bei 1000 C 30 bis 60 Minuten lang behandelt und dann innerhalb von ca. 20 Minuten in Argongas abgekühlt. Derartige Schreib röhrchen besitzen ein hohes Gleitvermögen auf Kunststoff Folien und zeigen selbst nach einer Schreiblänge von 2000 m noch keinen störenden Verschleiss.
Diese Grundvergütung kann gesteigert werden bzw. erhöhten Verschleissanforderungen durch Aufbringen einer harten und gleitfähigen Beschichtung angepasst werden, wenn ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen wie Methan oder Kohlenwasserstoffen wie Trichloräthylen oder Tetrachlorkohlenstoff und Titantetrachlorid bei Temperaturen von vorzugsweise 910 bis 1 0300C auf die zu vergütenden Körper einwirken. Dabei ist wesentlich, dass eine mit dem Grundmaterial fest verankerte Hartstoffschicht gebildet wird, die an das Grundmaterial
angepasst ist und minimalen Verschleiss zeigt. Diese angepassten Schichten können beispielsweise mit einem Gemisch aus ca. 50 Vol% Wasserstoff, 10 bis 30 Vol% Stickstoff wie folgt erzeugt werden:
Beispiel 1
Zuerst wird mit Methan und/oder Tetrachlorkohlenstoff eine Grundvergütung vorgenommen, und dann mit Titantetrachlorid und Tetrachlorkohlenstoff eine 0,5 bis lOum starke Titancarbonitridschicht abgeschieden, auf die eine gleichstarke Schicht aus Titancarbid und Siliciumcarbid anwächst. Dabei wird zeitlich der Anteil an Titancarbid laufend erniedrigt, bis schliesslich nur noch reines Siliciumcarbid abgeschieden wird.
Eine ähnliche Anpassung ist mit Titansiliciden, Titanboriden und Siliciumnitrid zu erreichen. Dafür eignen sich als Ausgangsverbindungen Siliciumtetrahalogenide, Siliciumchloroform, Methylsilane, Bortrihalogenide, Borwasserstoffe und Alkylborhydride.
Das Abkühlen der vergüteten Werkstücke erfolgt in einem Edelgas oder einem Gemisch aus Wasserstoff und Stickstoff und/oder einem Edelgas. Die reproduzierbare Vergütung der Schreib röhrchen erfolgt zweckmässigerweise im Kreislauf, wobei die zu vergütenden Schreibröhrchen nur insoweit dem Gasstrom zugesetzt werden, wie sie verbraucht werden. Wenn ein strömendes Gasgemisch stört, z.B. bei der Herstellung extrem dicker Schichten, kann auch ein stationäres Gasgemisch benutzt werden. Dazu können in dem Reaktionsgefäss Titan, Silicium oder Bor in Form von Blechen, Stäben oder Körnern eingelegt und auf gleiche oder 50 bis 80"C höhere Temperatur erhitzt werden als der zu beschichtende Körper aufweist. Schliesslich wird das Reaktionsgefäss mit einem Gemisch aus Wasserstoff und Tetrachlorkohlenstoff oder Wasserstoff und einem Halogenid von Titan, Silicium bzw.
Bor gefüllt, und bei Temperaturen von 700"C an werden die Elemente Titan, Silicium bzw. Bor in die zu vergütenden Körper transportiert und bilden darauf verschleissfeste Schichten.
Für die gleichmässige Beschichtung im strömenden Gasgemisch ist es vorteilhaft, zylindrische Reaktionsgefässe aus Quarzglas oder temperaturbeständigem Stahl zu benutzen und die einzelnen Körper, z.B. Federn oder Ringe auf axial symmetrischen Horden oder Paletten aufzustecken oder aufzuhängen. Diese Trägervorrichtung wird dann im Reaktionsgefäss abwechselnd 5 bis 10 Minuten in die eine und dann in die andere Richtung gedreht, wobei die mittlere Geschwindigkeit bei 1 bis 5 cm/sec liegen sollte.
Die Erhitzung der zu beschichtenden Körper erfolgt bei der Massenvergütung zweckmässigerweise durch Strahlungsbeheizung über die Wände des Reaktionsgefässes. Es ist jedoch auch möglich, eine Erhitzung mittels Hochfrequenz vorzunehmen.
Nachstehend werden noch zwei weitere Ausführungsbeispiele 2 und 3 im einzelnen beschrieben:
Beispiel 2
Als Reaktionsgefäss dient ein 700 mm langes Quarzrohr, das im mittleren Teil auf eine Strecke von ca. 150 mm im O auf 50 mm erweitert ist; die Enden des Rohres besitzen einen von ca. 25 mm. Der mittlere Teil des Rohres dient als eigentlicher Reaktionsraum; er befindet sich in einem elektrisch beheizten Rohrofen und nimmt die zu vergütenden Röhrchen auf; im vorliegende Fall wird er mit 5000 rohrförmigen Schreibfedern mit einem von 0,6 mm beschickt. Die Legierung aus der die Röhrchen gefertigt sind, besitzt die typische Zusammensetzung: C max 0,08%, Mn max. 2%, Si max. 1%, Cr 18-20%, Ni 8-10,5%, Rest Fl.
Die Vergütung erfolgt in folgenden Stufen: Zuerst wird das
Reaktionsgefäss evakuiert, mit Argon gespült und gleich zeitig die Temperatur im Reaktionsraum auf 1090 f 10"C innerhalb einer Stunde gesteigert. Dann wird das Argon durch einen Gasstrom aus Wasserstoff mit 10 f 1 Vol%
Methan verdrängt und damit die Grundvergütung innerhalb einer Stunde erreicht. Während der Grundvergütung wird das Reaktionsgefäss axial mit ca. 5 U/Min gedreht. Die Vergütung wird beendet durch Spülen und Abkühlen innerhalb 20 Minuten auf Raumtemperatur.
Bei dieser Behandlung bzw. Vergütung behalten Röhrchen ihre glatte und glänzende Oberfläche und die Sollmasse. Die
Kohlenstoffaufnahme beträgt 4,9-5,1%. Das Gefüge ist zweiphasig und besteht i.w. aus Chromkarbid und Fe/Ni-Matrix.
Die Schreiblänge liegt bei > 9000 m, d.h. bei 9000 m ist noch keine merkbare Abnützung festzustellen. Im Vergleich dazu zeigen Federn, die hartverchromt sind, eine Schreiblänge von max. 700 m. Die Mikrohärte liegt im Bereich von 600-700 kp/mm2.
Das Verfahren reagiert empfindlich auf das Parameterpaar Temperatur und Zeit. Wird die Temperatur auf 1000"C abgesenkt, so ist eine feinfühlige Einstellung des C-Gehaltes und Gefüges möglich, z.B. in der Weise, dass im Kern des Werkstückes der Anteil der karbidischen Phase kleiner ist als im äusseren Bereich. Diese Erzeugung nach Art und Menge der harten Phasen im Werkstück und nicht auf dem Werkstück durch einfache Einstellung der Verfahrensvariablen - Temperatur - Zeit - CH4-, CCl4, allgemein, C-Lieferanten-Konzentration ist es möglich das in situ hergestellte Hartmetall den Anforderungen gemäss optimal herzustellen. Das gilt vor allem in bezug auf Härte, Gleitvermögen und Korrosionsverhalten.
Beispiel 3
Es wird wie im Beispiel 2 gearbeitet; eingesetzt werden ca.
10 000 Wertstücke. Die Temperatur der Grundvergütung beträgt 980-990"C, die Vergütungsdauer liegt bei 35 Minuten. Nachdem das Reaktionsgas durch Argon verdrängt ist, wird die Temperatur auf 1090 f 10"C gesteigert und mit einem Gemisch aus Wasserstoff, 1 Vol% CCI4, 0,5 Vol% CH4 und 1 Vol% Trick sowie 30 Vol% N2 8 Minuten beschichtet, wobei kontinuierlich der N2-Anteil reduziert wird. Gleichzeitig wird nach 5 Min. SiCl4 und SiCh.CH3 eingespeist.
Nach 8 Minuten wird der TiCI4-Anteil kontinuierlich erniedrigt und der SiCI3.CH3-Anteil bis auf ca. 1,2 Vol% gesteigert und weitere 5 Minuten ohne TiCI4-Anteil beschichtet. Diese Massnahmen führen zu folgendem kontinuierlich verlaufenden Schichtaufbau:
Titankarbonitrid mit fallendem N-Anteil und steigendem Si-Anteil der schliesslich zur Abscheidung von extrem semikristallinem TiC + SiC führt, wobei der SiC-Anteil bis auf 100% ansteigt.
Die in Beispiel 3 gezeigte Arbeitsweise ist in bezug auf angepasste Schutzschichten äusserst variabel und hat den nicht zu übersehenden Vorteil, dass nur Phasen abgeschieden werden, die miteinander im thermodynamischen Gleichgewicht stehen. Das ist vor allem bei der Beschichtung von Ni Basislegierungen wesentlich, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden. Hier besteht das Problem der Phasenaufzehrung , d.h. die Schutzschichten wandeln sich in neue Phasen um, die keinen Schutz bieten oder werden vom Grundmaterial durch Lösung oder Reaktion aufgebraucht.
Ein typisches Beispiel ist das Stoffpaar C-Faser-Bor-Schicht.
Die vorgeschlagene Kombination Grundvergütung kontinuierlicher Schichtaufbau hat noch folgenden wesentlichen Vorteil: Die im Grundmaterial erzeugten Karbide treten an der Oberfläche des Werkstückes aus und bilden hier Anwachsflächen für die aufzuwachsenden Karbide bzw.
Karbonitride. Das führt zu extrem festhaftenden aufgewachsenen Schutz- und Gleitschichten, da die Karbide aus dem Inneren des Werkstücks nach aussen weiterwachsen.
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PATENT CLAIMS
1. A method for increasing the abrasion resistance of workpieces made of stainless steel or nickel metal alloys, characterized in that the workpieces of carburizing by means of gaseous carbon compounds at a temperature between 700 C and 1 000C at a pressure between 0.5 and 1.5 bar as long be subjected until the desired penetration depth of the carbon is reached, and then the workpieces are cooled in an inert gas or a mixture of hydrogen, nitrogen and / or inert gas.
2. The method according to claim 1, characterized in that a flowing gas mixture is circulated for carburizing.
3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that the workpieces are arranged in a cylindrical reaction vessel on axially symmetrical trays or pallets, and with these holding devices at an average speed of 1 to 5 cm / sec at a distance of 5 to 20 Min can be moved alternately in the opposite direction.
4. The method according to claim 1, characterized in that the hydrogen concentration in the quenching gas mixture is adjusted to 80 to 95 vol.%.
5. The method according to claim 1, characterized in that the workpieces are exposed in a reaction vessel to a gas mixture that is generated from chlorine hydrocarbons.
6. The method according to claim 1, characterized in that the workpieces are exposed in a reaction vessel to a gas mixture which is produced from halides of titanium, silicon or boron.
7. Application of the method according to claim 1 to increase the abrasion resistance of writing tubes made of stainless steel or nickel metal alloys.
The invention relates to a method for increasing the abrasion resistance of workpieces, in particular writing tubes, made of stainless steel or nickel metal alloys.
Such writing tubes, as described, for example, in DE-OS 2550139 and DE-AS 2135780 and DE-PS 1274929, have become increasingly popular for drawing and labeling drawings. They have the advantage of a continuous flow of ink and a uniform line width. Such writing tubes are even used in connection with machines for automatic drawing or labeling by plotters. A serious problem that arises in the manufacture of such writing tubes is the abrasion caused by frictional contact with the drawing surface.
This wear is particularly present when high-roughness banners or the foils recently used for drawing are used which contain silicon dioxide or the like as fillers and accordingly exert a high abrasive effect on the writing tip. Naturally, the grinding effect is all the greater and the writing tips become unusable the faster, the softer the material used to manufacture the writing tip.
The chrome-plated writing tips used to a large extent, which have the advantage that they can be produced relatively cheaply, are subjected to such wear to a particularly great extent, so that the chrome layer is worn out very quickly and the wear then quickly progresses until the writing tube becomes unusable.
Although the writing tips sintered from hard metal have a longer service life, they have the disadvantage of high manufacturing expenditure and high costs.
The invention is therefore based on the object of ensuring the manufacture of highly abrasion-resistant workpieces with a quality approximately corresponding to the hard metal workpieces in a more economical and cheaper manner in mass production, and to provide a method for this by which the abrasion resistance of workpieces made from inexpensively available materials how stainless steel or nickel metal alloys is increased.
The problem is solved by the method steps specified in the characterizing part of claim 1.
This method in particular ensures that, using inexpensive starting workpieces, a writing tube is given abrasion resistance to the desired depth of penetration, as was only found in the most expensive hard-metal writing tubes known to date. The method according to the invention enables continuous mass production and can therefore be carried out cheaply.
According to the literature reference Arch Eisenhüttenwesen 46 (1975) No. 6, pages 397 to 400, carburization tests have already been carried out on heat-resistant chromium-nickel steels and alloys at temperatures of 900 to 1150 "C. In particular, it was investigated why the carburization of stainless steels is negative The best results in the context of these investigations have been achieved where carburization is the least, ie the least harmful. In contrast, the invention shows a new way of creating a workpiece with technically valuable properties. The experiments carried out in the cited literature reference were carried out worked with coal granules with CO / CO 2, but these substances are not used in the process according to the invention.
The chemical potential of carbon in the C / CO / C02 system used in the experiments is completely different from that in the carbon carrier according to the invention. This results in other micrographs and penetration depths.
Further expedient refinements of the method according to the invention result from subclaims 2 to 5.
The deposition of hard material layers on metallic surfaces, which is characterized in claim 5, is known from US Pat. No. 3,637,320,3,771,976.37 72,058.37 83,007,387,400, but not in connection with a method according to the invention as claimed in the main claim.
Exemplary embodiments of the method according to the invention are described below. The writing tubes with a diameter of 0.25 to 3 mm are treated in a flowing mixture of about 5 vol% methane and hydrogen at a total pressure of 0.5 to 1.5 bar at 1000 C for 30 to 60 minutes and then within cooled in argon gas for about 20 minutes. Such writing tubes have a high sliding capacity on plastic films and do not show any annoying wear even after a writing length of 2000 m.
This basic remuneration can be increased or increased wear requirements can be adjusted by applying a hard and lubricious coating if a mixture of hydrocarbons such as methane or hydrocarbons such as trichlorethylene or carbon tetrachloride and titanium tetrachloride act on the body to be tempered at temperatures of preferably 910 to 1 0300C. It is essential that a hard material layer firmly anchored to the base material is formed, which is attached to the base material
is adjusted and shows minimal wear. These adapted layers can be produced, for example, with a mixture of approx. 50% by volume hydrogen and 10 to 30% by volume nitrogen as follows:
example 1
First, a basic remuneration is made with methane and / or carbon tetrachloride, and then a titanium carbonitride layer with a thickness of 0.5 to 10 μm is deposited with titanium tetrachloride and carbon tetrachloride, on which a layer of titanium carbide and silicon carbide of equal thickness grows. The proportion of titanium carbide is continuously reduced over time, until finally only pure silicon carbide is deposited.
A similar adjustment can be achieved with titanium silicides, titanium borides and silicon nitride. Suitable starting compounds for this are silicon tetrahalides, silicon chloroform, methylsilanes, boron trihalides, hydrogen borides and alkyl borohydrides.
The tempered workpieces are cooled in an inert gas or a mixture of hydrogen and nitrogen and / or an inert gas. The reproducible compensation of the writing tubes is advantageously carried out in a circuit, the writing tubes to be coated being added to the gas stream only to the extent that they are consumed. If a flowing gas mixture interferes, e.g. When producing extremely thick layers, a stationary gas mixture can also be used. For this purpose, titanium, silicon or boron in the form of sheets, rods or grains can be placed in the reaction vessel and heated to the same temperature or 50 to 80 ° C higher than the body to be coated. Finally, the reaction vessel is mixed with a mixture of hydrogen and carbon tetrachloride or hydrogen and a halide of titanium, silicon or
Boron filled, and at temperatures of 700 "C, the elements titanium, silicon or boron are transported into the body to be coated and form wear-resistant layers thereon.
For uniform coating in the flowing gas mixture, it is advantageous to use cylindrical reaction vessels made of quartz glass or temperature-resistant steel and the individual bodies, e.g. Place or hang springs or rings on axially symmetrical trays or pallets. This carrier device is then rotated alternately in the reaction vessel for 5 to 10 minutes in one and then in the other direction, the average speed being 1 to 5 cm / sec.
The mass to be coated expediently heats the bodies to be coated by radiant heating over the walls of the reaction vessel. However, it is also possible to use high-frequency heating.
Two further exemplary embodiments 2 and 3 are described in detail below:
Example 2
A 700 mm long quartz tube serves as the reaction vessel, which is extended in the middle to a distance of approx. 150 mm in the O to 50 mm; the ends of the tube are approx. 25 mm. The middle part of the tube serves as the actual reaction space; it is located in an electrically heated tube furnace and receives the tubes to be coated; in the present case it is loaded with 5000 tubular nibs with a diameter of 0.6 mm. The alloy from which the tubes are made has the typical composition: C max 0.08%, Mn max. 2%, Si max. 1%, Cr 18-20%, Ni 8-10.5%, remainder Fl.
The remuneration takes place in the following stages:
Evacuated the reaction vessel, flushed with argon and at the same time raised the temperature in the reaction space to 1090 f 10 ° C. within an hour.
Methane displaced and the basic remuneration reached within an hour. During the basic remuneration, the reaction vessel is rotated axially at approx. 5 rpm. The remuneration is ended by rinsing and cooling to room temperature within 20 minutes.
With this treatment or coating, tubes retain their smooth and shiny surface and the target mass. The
Carbon uptake is 4.9-5.1%. The structure is two-phase and generally exists made of chrome carbide and Fe / Ni matrix.
The write length is> 9000 m, i.e. at 9000 m there is no noticeable wear. In comparison, nibs that are hard chrome-plated show a writing length of max. 700 m. The microhardness is in the range of 600-700 kp / mm2.
The process is sensitive to the parameter pair of temperature and time. If the temperature is lowered to 1000 "C, a sensitive adjustment of the C content and structure is possible, for example in such a way that the proportion of the carbidic phase in the core of the workpiece is smaller than in the outer area. This generation by type and quantity the hard phases in the workpiece and not on the workpiece by simply setting the process variables - temperature - time - CH4-, CCl4, general, C-supplier concentration, it is possible to optimally manufacture the hard metal produced in situ according to the requirements in terms of hardness, lubricity and corrosion behavior.
Example 3
The procedure is as in Example 2; approx.
10,000 pieces of value. The temperature of the basic remuneration is 980-990 "C, the duration of the remuneration is 35 minutes. After the reaction gas has been displaced by argon, the temperature is increased to 1090 f 10" C and with a mixture of hydrogen, 1 vol% CCI4, 0, 5 vol% CH4 and 1 vol% trick as well as 30 vol% N2 coated for 8 minutes, continuously reducing the N2 content. At the same time, SiCl4 and SiCh.CH3 are fed in after 5 minutes.
After 8 minutes, the TiCl4 portion is continuously reduced and the SiCl3.CH3 portion is increased to approximately 1.2% by volume and coated for a further 5 minutes without a TiCl4 portion. These measures lead to the following continuous layer structure:
Titanium carbonitride with falling N content and increasing Si content, which ultimately leads to the deposition of extremely semicrystalline TiC + SiC, with the SiC content increasing to 100%.
The method of operation shown in Example 3 is extremely variable with regard to adapted protective layers and has the unmistakable advantage that only phases are deposited which are in thermodynamic equilibrium with one another. This is particularly important when coating Ni base alloys that are used at high temperatures. Here is the problem of phase depletion, i.e. the protective layers change into new phases that offer no protection or are used up by the base material through solution or reaction.
A typical example is the pair of materials C-fiber-boron layer.
The proposed combination of basic remuneration for continuous layer build-up has the following major advantage: The carbides produced in the base material emerge from the surface of the workpiece and form growth areas for the carbides to be grown or
Carbonitrides. This leads to extremely firmly adhering protective and sliding layers, since the carbides continue to grow from the inside of the workpiece.