DD145283A1 - Verfahren zur herstellung von verschleissfesten und korrosionsbestaendigen schichten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung dünner, gut: haftender Überzüge auf leitfähigen teraperaturstabilen Substraten für Korrosions» und/oder Verschleißschutzzwecke. Das Verfahren beinhaltet, die haftfeste Aufbringung von dünnen Metallschichten durch ionengestützte Beschichtung im Vakuum und die anschließende Umsetzung der Metallschicht durch eine Behandlung in einer Stromstärken Gasentladung su Nitrid», Karbid- oder/und Oxidschichte Die Homogenität der Schicht und die Erzeugung von Mischschichten und/oder Mehrfachschichten ist ohne Vakuumunterbrechung durch das Verfahren möglich, so daß eine optimale Anpassung des die Hartstoffschicht bildenden Schichtwerkstoffes an den Grundwerkstoff gesichert wird.

Description

Verfahren zur Erzeugung von verschleißfesten und korrosionsbeständigen Schichten

Anwendungsgebiet der Erfindung -.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von dünnen Hartstoffschichten im Vakuum auf temperaturbeständigen, metallischen Werkstoffen oder Teilen davon«, Die erfindungsgemäß hergestellten dünnen Plartstoffschichten dienen vorrangig der Verminderung des Verschleißes von Werkzeugen und in speziellen Fällen auch oder nur der Verbesserung des Korrosionsverhaltens von Werkstoffen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß stark beanspruchte Oberflächen von Werkzeugen mittels Flammspritz~ und Plasmabeschichttmgs~ verfahren gegen hohen Verschleiß geschützt werden können»

TS Diese Verfahren werden gewöhnlich unter Atmosphäreiidruck durchgeführt«, In dem DD-WP 108 120 iat ein Verfahren beschrieben worden, das sich durch technologische Vorteile gegenüber den herkömmlichen Verfahren unterscheidet_a Der grundsätzliche Nachteil dieses Verfahrens liegt in der schwer kontrollierbaren Schichtdicke der Hartstoffschicht, die außerdem noch sehr große Toleranzen aufweisen kann« Sehr dünne Schichten um 10 pm sind außerdem mit diesen. Verfahren nicht herstellbar, auch wenn die Beschichtung im

Vakuum vorgenommen wird. Durch die Verfahrensführung unter Vakuum kann zwar der Verzunderung der Schicht entgegengewirkt werden, aber diese Möglichkeit ist nur mit einem hohen technischen Aufwand zu realisieren» Es ist ebenfalls bekannt, die Ablagerung einer dünnen Hartstoffschicht im Vakuum durch chemische Zersetzung eines geeigneten Gasgemisches auf den auf Reaktionstemperatur erwärmten Substraten zu erzielen« Diese Verfahrensführung ist allgemein als chemische Abscheidung aus der Gasphase (Chemical Vapour Deposition - CVD-Verfahren) bekannt«, In der GH-PS 452 205 sind die wichtigsten Verfahrensparameter wie-Temperatur, Druck, Gaszusammensetzung, StrÖmungsbild, Belastungsdichte und geometrische Anordnung angege- ben* Eine ähnliche Verfahrensvariante wurde in der DE-OS 27 20 773 vorgeschlagen. Speziell die Ausbildung der Re-aki^ionskammer und die nach der Beschichtung erforderliche Wärmebehandlung des beschichteten Grundmaterials Stahl werden angegeben. Der wesentliche Nachteil dieser chemischen Beschichtungsverfahren liegt in der relativ hohen Arbeitstemperatur von mehr als 1400 K, der geringen möglichen Aufwachsrate, der Hartstoffschicht und in der problematischen Materialauswahl für die Anlagenausführung, die durch die stark aggressiven Arbeitsgase oehr schwierig ist. Eb wurde auch bereits vorgeschlagen (DD-WP 131 184), vakuuffitecnnische Bedampfungsanlagen zur Erzeugung von dünnen. Harstoffschichten einzusetzen.» Der Recipient dieser Einrichtung wird durch eine geeignete Pumpanordnung bis zu

-3

Drücken kleiner 10 Pa evakuiert und enthält eine heizbare Halterung für die zu beschichtenden Gegenstände, sowie eine Beschickungseinrichtung, die aus einem Widerstands» oder Elektronenstrahl verdampf er' bestellte Das vorgeschlagene Verfahren gliedert sich in folgende technologische Schritte;

- Aufdampfen einer metallischen Schicht auf die durch die eingebaute Heizung vorgewärmten Substrate bc-i einem Vakuum .< 5 · 10*"-* Pa >

- Einlaß eines Reaktionsgases, das mit dem aufgedampften Metall eine Hartstoffschicht biJdet, bis zu einem Druck von beispielsweise 1 ·.. 5 · 10 Pa und Zünden einer selbständigen Gasentladung. Unter diesen Bedingungen und bei ausreichender Temperierung der Substrate reagieren beide Komponenten und bilden eine Hartstoffschicht.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in einer aufwendigen Erwärmungstechnologie des Substrates, die hier im ersten Verfahrensschritt durch Strahlungserwärmung erfolgt.

Die Erwärmung der Substrate trägt zwar zur Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen aufgedampfter Schicht und Grundwerkstoff bei, aber eine den Beanspruchungen eines Werkzeuges gewachsene Beschichtung ist hinsichtlich der Haftfestigkeit nicht zu erzielen. Außerdem ist eine Strahlungserwärmung nicht effektiv,, da ein großer Teil der Anlage und der darin befindlichen Teile mit aufgeheizt wird und zur Gewährleistung einer sicheren Punktion gekühlt werden muß« Es wurde weiterhin vorgeschlagen (DE-OS 23 40 282) der be~ reits erwähnten Stufentechnologie einen Verfahrensschritt voranzustellen, der die Probleme der Haftfestigkeit vorteilhaft löste Hierzu wird das Substrat vor der Beschichtung mit Ionen des den Hartstoff bildenden Metalls so beschossen, daß eine Implantation dieser Ionen im Substrat bis zu einer vorgegebenen Penetrationstiefe von 25 «...

500Jim. erfolgte Danach werden auf die Substrate Ionen des Beschichtungswerkstoffes in gewünschter Stärke plattiert und zur Reaktion mit dem eingelassenen Arbeitsgas gebrachte Der wesentliche !Nachteil dieses Verfahrens ist die Erzeugung einer genügenden lonendichte zur Realisierung der Verfahrensstufen, besonders der Implantation, mit technisch vertretbaren Aufwand. Die Ausrüstungskosten für zusätzliche Ionenquellen sind hoch und ermöglichen keine einfache und.-reproduzierbar zu gestaltende Verfahrensfüh» rung,

Ee wurde außerdem vorgeschlagen (DD-WP 128 714 / DE-AS

- 4 - π 14ΙΪ3 /

23 05 359) die Hartstoffschicht unmittelbar bei der Beschichtung im Vakuumraum zu erzeugen. Der Wirkungsgrad dor Beschichtung ist damit relativ günstig gehalten, aber die Schichthaftung und die Homogenität der Schicht sind für Anwendungen auf Werkzeugen oder ähnlichen verschleiß- oder korrosionsbeanspruchten Teilen bei diesen Verfahren ohne aufwendige Zusatzeinrichtungen ungenügende

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Mangel .der bekannten technischen lösungen, insbesondere die ungenügende thermische Effektivität beim Erwärmen der zu beschichtenden Teile und die ungenügende Schichthaftung, sowie die meist nicht ausreichende Homogenität der Schicht durch ein Beschichtungsverfahren mit einen) technisch vertretbaren Aufwand zu beseitigen»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung dünner 'Hartstoffschichten im Vakuum zu schaffen«. Dabei sind die Haftfestigkeit der Hartstoffschicht zun Grundwerkstoff und die Erwärmung dor zu beschichtenden Teile zur Umsetzung der aufgetragenen Metallschicht in eine verschleiß-'und korrosionsbeständige Hartstoffschicht durch den Einsatz ionengestützter Verfahren so zu beeinflussen, daß einmal die Verfahrensdurchführung sehr effektiv wird und sum anderen bei stark verschleiß- und/oder korrosionsbeanspruchten Teilen, insbesondere Werkzeugen, eine bedeutende Erhöhung der Standzeit erreicht wird. Die Homogenität der Schicht und. die Erzeugung von -Mi sens chi cn«= ten und/oder Mehrfachschichten ist ohne Vakuumunterbrechung durch das Verfahren zu ermöglichen, so daß eine optimale .Anpassung des die Hartstoffschicht bildenden Schichtwerk-

Stoffes an den Grundwerkstoff gesichert werden kann« Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist.

1· Der mit den zu beschichtenden Substraten bestückte Recipient wird vermittels einer an sich bekannten Vakuumanlage in den Betriebszustand "Hochvakuum"*gebracht und '

-3 nach Erreichen eines Druckes von ^ 5 * 10 Pa über eines· der am Rezipienten angeordneten Gaseinlaßventile ein Edelgas, vorzugsweise Argon, bis zu einem Druck von '< 1 · 10 Pa eingelassen und dieser Druck konstant gehalten,

2. Ist der Druck im Rezipienten stabil, so wird die in den Rezipienten hineinragende, z_o B« aus einer Elektronen emittierenden Katode mit einem Abeauggitter bestehende lonisierungsquelle eingeschaltet und ein solcher Elektronenstrom eingestellt, der eine sichere Zündung und einen stabilen Betrieb einer unselbständigen Entladung bei einem gewählten Druck des Edelgases im Rezipienten gewährleistet« Dabei ist als Dimensionierungsvorschrift der Druck des Edelgases im Rezipienten so zu wählen, daß die bei diesem Druck vorliegende mittlere freie V/eglänge A der Gasatome größer ist als die maximale Abmessung der zu beschichtenden Substrate' D_e

Es gilt somit: . . .

λ < D

3· Die zu beschichtenden Substrate sind dabei über eine

elektrische isolierende Durchführung im Rezipienten mit dem negativen Pol einer regelbaren Hochspannuiigsquelle . verbunden, während Rezipient und Beschichtungsquelle mit dem positiven Pol verbunden sind« Zur Vorbehandlung wird eine Spannung zwischen 200 und 5000 V vorgewählt und. durch eine von der Substrattemperatur abhängigen

mm Q ·»

Regelung solange aufrecht gehalten, bis die vom technologischen Prozeß geforderte. BescMchtungstemperatur erreicht ist. Dieser Vorgang dauert gewöhnlich zwischen 2 und 30 min_e Unter Beibehaltung der negativen Spannung an den Substraten wird bei abgeschalteter Temperaturre-. gelung die Beschichtungsquelle eingeschaltet und entsprechend der Beschichtungsrate werden die Parameter der lonisierungsquelle und die Substratsparmung eingestellt· Es gelten folgende Dimensionierungsvorschriften

Stromdichte auf der

—2

Substratoberfläche: 1 ·.· 20 Am Substratsparmung: 200 .·· 2000 V

Me Anwendung einer lonisierungsquelle ermöglicht eine optimale Vorbehandlung der Substrate zur Gewährleistung bester Schichthaftung bei der Realisierung des zweckmäßigsten Schichtaufbaues, ohne daß durch eine externe Erwärmung die Substrate langwierig und bei hohen Temperaturen vorbehandelt werden müssen«

4* Nach dem Erreichen der geforderten Schichtdicke auf den Substraten werden die Ionisierungsquslle und die Beschichtungseinrichtung abgeschaltet, während die negative Substratspannung weiterhin eingeschaltet bleibt und durch entsprechende Schutzmaßnahmen vor der Zerstörung durch eine Bogenentladung geschützt wird. Ifech Absperrung der Hochvakuumpumpe werden weitere Gaseinlaßventile geöffnet j so daß durch den Einlaß eines reaktiven Gases oder Gasgemisches, das mit dem Beschichtungsmaterial einen Hartstoff bilden kann und durch den damit verbundenen Druckanstieg die Anlage in den Be- triebszustand "Vorvakuum" versetzt wird* Vermittels der Substrattemperaturregelung wird die Spannung so gewählt, daß beim Arbeitsdruck, der zwischen 1 und. 1000 Pa liegt, eine selbständige Gasentladung gezündet wird. Dabei bilden die Substrate die Katode, während der Rezipient die

™* ι ™"

Anode darstellt» Die Entladung gewährleistet eine effektive Erwärmung der bereits temperierten Substrate bis zur Reaktionstemperatur und somit eine beschleunigte Ausbildung der Hartstoffschicht auf den Substrates .Folgende Dimensionierungsvorschriften haben sich als vorteilhaft erwiesen;

Stromdichte auf der

-2

Substratoberflache: 0,1 . _e» 10 Am

Substrattemperatur: 600 ... 1200 K

Die Substratspannung wird durch die Substrattemperatur geregelt und aus einem festen Stromdichtewert bei erreichter Temperatur gehalten« Die Erwärmung der Substrate erfolgt gezielt an der Oberfläche durch den Beschüß mit energiereicheh Teilchen. Diese Erwärmungsart ist gut regelbar, mit sehr geringer zeitlicher Verzögerung wirksam und weist eine hohe Effektivität der Energie ausnutzung auf.

5* Falls Schichtkombinationen hergestellt v/erden sollen, sind die Verfahrensschritte von 1.-4« entsprechend zu wiederholen. Die Temperaturregelung gewährleistet in jedem Pail optimale Arbeitsbedingungen» Man erzielt mit diesen Mehrfachbeschichtungen hinsichtlich der Vermeidung von mechanischen Spannungen bei höchster Verschleiß- und/oder Korrosionsbeständigkeit der Deckschicht technisch hochwertige Schichten«

6. Mit dem Abschalten der elektrischen Veroorgungseinhe.it und nach dem Schließen aller Gaseinlaßventile können die mit einer dünnen und haftfesten Hartstoffschicht versehenen Substrate nach Abkühlung und Belüftung des Rezipienten aus den Halterungen entnommen werden«

θ'Λγ-mmi^ + HVAUi ii-.

Ausführungsbeispiel

Die-Erfindung soll nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt dabei in Fige 1 den prinzipiellen Aufbau einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens und in

Pig« 2 einen Querschnitt durch einen mehrfach beschichteten Sintermetallkörper.

Beispiel 1

Zur Herstellung einer TiIf-Hartstoff schicht wird die im Rezipienten 1 befindliche Beschichtungseinrichtung 2 mit einer zur Durchführung des Prozesses ausreichenden Menge Titan gefüllt und an der Substrathalterung 3 werden die zu beschichtenden Substrate 4 befestigt (die Substrathalterung 3 ist dabei über'eine isolierende Durchführung 5 und einem Vorwiderstand 6 mit einer regelbaren Hochspannungs-Versorgungseinheit 7 verbunden)_e Danach wird der Rezipient 1 über ein Pumpaggregat durch Öffnen des Ventils 8 im Hoch-Vakuumanschluß bis auf einen Druck von 1 «10 ~ Pa evakuiert und nach Erreichen dieses Druckes über das Gaseinlaßsystem 12 Argon eingelassen, bis im Rezipienten 1 ein Druck von 3,5 · 10 " Pa herrscht, der vermittels der Ventilstelleinhoit 13 konstant gehalten wird» Anschließend wird die Ionisierungsquelle 10 über die VersorgUDgseinheit 11 eingeschaltet und ein Entladungsstrom von 20 A eingestellt* Dieser Entladungsstrom ist ein Maß für die unselbständige Entladung, der die Substrate 4 ausgesetzt sind* An der Hochspannungsversorgungseinheit wird nun eine Spannung von 1500 V eingeregelt und damit an Substratflachen eine Stromdichte von 5 A in bewirkt» Über die Temperaturregeleinrichtung 15 wird der Vorbehandlungsprozeß so geregelt, daß eine Temperatur von 620 K in 15 min erreicht wird«, Während dieser Zeit fällt der Substratstrom (bei 100 cm ^d Oberfläche) von 50 inA auf 35 mA ab. Dieser Abfall charakterisiert sehr gut den Reinigungsprozeß der zu

beschichtenden Teile und das Ansteigen der Substratternperatar,

lae-h dem Erreichen der vorgewählten Temperatur wird die Beschickungseinrichtung 2 bei geschlossener Blende 14 in Betrieb genommen und eine Verdampfungsrate eingestellt, die bei geöffneter Blende 14 auf den Substraten 4 eine

— 1 Aufwachsrate von 25 nm s ermöglicht* Diese- Beschichtung der Substrate 4 wird bei geöffneter Blende 14, eingeschalteter Ionisierungsquelle 10 und anliegender negativer Hochspannung an den Substraten 4 entsprechend den über die Temperaturregelung 15 vorgegebenen Wert vorgenommen« Die Zeitdauer der Beschichtung beträgt im vorliegenden Falle 8 min» Nachdem die Beschichtung beendet ist und die Blende 14, das Ventil 8 und das Gaseinlaßventil 12 geschlossen worden sin«|, werden die lonisierungsquelle 10 und, die Beschichtungseinrichtung 2 abgeschaltet«

Die Anlage wird nun durch Einlaß von Argon über das Gaseinlaßventil 12 und wiederum unter Nutzung der lonisierungsquelle 10 zur Aufwärmung der Substrate, die hierzu auf negative Hochspannung von 1800 V gelegt werden, benutzt. Der/ Druck in der Anlage wird auf 2 * 10 Pa eingestellte Die elektrischen Betriebseinrichtungen werden nach Erreichen der technologisch notwendigen Temperatur von 1100 K abgeschaltet und. das Gaseinlaßventil 13 geschlossene Dieser Zwischenschritt ist notwendig, um reibungslos die reaktive und mit Ionen unterstutzte Umwandlung von Titan in TiF im nächsten Arbeitsgang zu ermöglichen« Durch Öffnen des Ventils 9 wird die Anlage in den Zustand "Vorvakuum" versetzt. Durch das Gaseinlaßsystem 12-wird' dazu, ein Arbeitsgas, bestehend aus einem Gemisch, von EL und H₂ im Verhältnis von 4 : 1 bis zu einem Druck von 500 Pa eingelassen und über Ventilstelleinheit 13 konstant gehaltene Mit der Hochspannungsversorgungsoinheit 7 wird eine Spannung von 860 V eingestellt, die- auf der Substrat-Oberfläche während der Entladung eine Leistungsdichte von 1,2 W cm " gewährleistet, um zu einer schnellen Erwärmung

- to - ö <«ä>u .

auf Arbeitstemperatur zu gelangen« Die Temperaturmessung erfolgt über die Temperaturregeleinrichtung 15, wobei die angelegte Spannung' eingeregelt'wird, daß sich die Substrattemperatur auf einen vorgegebenen Wert von 1170 K einstellt und konstant gehalten wird.

Die Temperaturbeeinflussung erfolgt über den Wert der Hochspannung an den Substraten 4· Die Ausbildung einer dünnen Hartstoffschicht kann in Abhängigkeit von der Stärke der Beschichtung gesteuert werden. Im vorliegenden Beispiel ist nach einer Behandlungsdauer von 30 min eine fest auf der Unterlage haftende und verschleißfeste Titannitridschicht von 8 mn Stärke gebildet worden, deren Mikrohärte nach Vickers HV_{0 Q1} = 30 000 Ή mm"" betragt, lach ausreichender Abkühlung können die mit Hartstoff beschichteten ' und goldfarbig aussehenden Substrate 4 aus dem belüfteten Rezipienten 1 entnommen werden. Die Farbe und die verschleißmindernden Eigenschaften der erzielten TiN-Schichten entsprechen den mit anderen Verfahren hergestellten Schichten, sind aber aus technologischer Sicht wesentlich rationeller gewonnen-worden.

Beispiel 2

Die Vorbereitung des Eezipienten 1 mit Substraten 4 zur Herstellung einer Titankarbonitrid-Sandwichschicht erfolgt analog dem vorstehenden Beispiel* Als Substratmaterial findet Sintermetall Anwendung* Fach Herstellung des Be-

triebszustandes "Hochvakuum" und Erreichen eines Druckes — 3

von 2 · 10 Pa wird im Rezipienten 1 über den Gaseinlaß 12 ein Argondruck von 5 · 10 Pa ,eingestellt und konstant gehalten* Der Entladungsstrom wird durch die lonisierungsquelle 10 mit 15 A gewählt, an die Substrate 4 wird eine Hochspannung von-2500 Y angelegt und für die Dauer von 5 min aufrechterhalten» Während dieser Zeit fällt der Substratstrom (bei 60 cm Oberfläche) von 80 mA auf 15 mA ab* Nach Ablauf dieses Prozesses wird die Beschichtimg der Substrate 4 mit Titan entsprechend Beispiel 1 vorgenommen«

Allerdings wird die Beschichtung erst nach 15 min beendet und damit gewährleistet, daß eine wesentlich stärkere Titanschicht als im vorstehenden Beispiel abgeschieden wurde, auf den Substraten 4 vorliegt. Nach Abschalten des Verdampfers wird die lonisierungsquelle 10 bei anliegender negativer Hochspannung von 1500 V an den Substraten 4 weiter betrieben bis über die Temperaturregeleinrichtung 15 eine Temperatur von 1200 K an den Substraten angezeigt und konstant gehalten wird. Dann werden die Ionisierungsquelle 10 und die Hochspannungsversorgung 7 ausgeschaltet. Durch Einschalten des Betriebszustandes "Vorvakuum" wird der nächste technologische Schritt eingeleitet. Über das Gaseinlaßsystem 12 wird nun IJ₂, H₂ und C₂H₂ bis zu einem Arbeitsdruck von 10 Pa eingelassen, wobei die Partialdrücke der Gase im Verhältnis 7:2:1 konstant gehalten werden« Durch die Temperaturregeleinrichtung 15 wird die Substrat- ^; Stromversorgung 7 so eingeregelt, daß die Temperatur im Bereich von 1180 - 1220 K konstant bleibt. Um eine Bogenentladung zwischen den Substraten 4 und dem Rezipienten 1 zu vermeiden, befindet sich im Regelkreis ein Vorwiderstand ο. Nach einer 45~minütigen Behandlung im Arbeitsgas bei der gewählten Substrattemperatur ist die Ausbildung einer ver~ schleißfesten und korrosionsbeständigen Titankarbonitridschicht abgeschlossen.

Der BeschichtungsVorgang käröi·-ϊϊ&ώ. wiederum durch Herstellung des Betriebszustandes "Hochvakuum" eingeleitet werden. Der Ablauf des Vorga,nges regelt sich nach vorstehendem Schema, ..··

Wiederholte Durchführung ,des technologischen Regime führt letztlich zur Ausbildung einer Titankarbonitrid "'Sandwichschicht, die sich durch besondere Verschleißfestigkeit auszeichnet,,

Jede einzelne Schicht kann auf die mechanischen, thermischen und· chemischen Forderungen durch einfache Wahl der Gaszusaramensetziing und des Arbeitsdruckes beim technologischen Schritt "Vorvakuum" in weiten Grenzen beeinflußt werden« Den Schichtaufbau einer Titankarbonitrid-Sandwich-

schicht zeigt Figur 2» Die thermische.Belastung während der Beschichtung und Karbonitrierung führt zur Ausbildung vorteilhafter Diffusionsschichten zwischen den Strukturen, Die nach dreimaligen Durchlaufen des technologischen Regimes hergestellte Hartstoffschicht weist eine Dicke von 20 um auf und zeichnet sich durch eine hohe Härte von HV₀ Q. = 35 000 Im" aus_e Die verschleißrnindernden Eigenschaften zeigen sich besonders bei der Beschichtung von Sinterlagerteilen, wo eine Standzeiterhöhung von mehr als 500 % erreicht wird·-

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Claims (3)

1. Erfindungsanspruch

   1_β Verfahren zur Erzeugung von verschleißfesten und korrosionsbeständigen Schichten durch Ionenbehandlung im Vakuum mit Hilfe einer Ionisierungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Werkstück im Vakuum bei einem Druck, dem eine mittlere freie Weglänge λ zugeordnet werden kann,-die den Abmessungen der zu bildenden Substrate entspricht, durch Ionenbeschuß in einer unselbständigen Gasentladung vorbehandelt wird; anschließend ein Hartstoff bildender Werkstoff auf die Werkstückoberfläche lonengestützt aufgedampft und danach in einer selbständigen Gasentladung in einem entsprechenden Reaktions-»Inertgasgemisch, vorwiegend aus Stickstoff- und/oder kohlenstoffhaltigen Verbindungen bestehend, zu einer verschleißfesten und korrosionsbeständigen Hartstoffschicht umgesetzt wird.
2. 2, Verfahren zur Erzeugung von verschleißfesten und korrosionsbeständigen Schichten durch Ionenbehandlung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsgas zur Erzeugung von Nitridschichten ein Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch IT₂ : H₂. = 4:1 bis W_? : H₂ -- 1 : 3 bis zu einem Druck von 1 _e«. 1000 Pa eingelassen wird

   und bei einer Subctratstroindichtc von 0,1 ..« 10 Δ m sich eine Substrattemperatur entsprechend den zu behandelnden Werkstoff zwischen 800 und 1200 K einstellt.
3. 3« Verfahren zur Erzeugung von verschleißfesten und korrosionsbeständigen Schichten durch lonenbehandlung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß Karboni tr ids chi ehrten mit einem Stickstoff-, Wasserstoff-, Methan-Gemisch im Verhältnis 7:2:1 bei einein Druck von 5 ··. 500 Pa und einer durch Ionenbeschuß der Siibstratoberfläche erzeugten Substrattemperatur von 1000 ... 1200 K erzeugt werden können» · / .