DD159350A1 - Verfahren zur haertung von eisenwerkstoffen in einer stromstarken gasentladung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur oberflaechigen Haertung von Eisenwerkstoffen in einer mit einem reaktiven Gas brennenden stromstarken Glimmentladung. Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine kurze Behandlungsdauer aus und gewaehrleistet verschleiss- und korrosionsbestaendige Werkstueckoberflaechen d. behandelten Teile ohne aufwendige Nacharbeiten. Erreicht wird dies durch die Zuendung einer stromstarken Gasentladung im H tief 2-Strom mit anschliessender Reinigung der Werkstuecke und dem nachfolgenden Einlass stickstoffhaltigen Gases, vorzugsweise Ammoniak, bis zum Arbeitsdruck und Zusatz von Argon mit Anteilen zwischen 5 und 50 Vol.-%. Das Ergebnis ist eine Verkuerzung der Nitrierzeit bis zu 50 %.

Description

Verfaliren zur Härtung von Eisenwerkstoffen in einer stromstarken Gasentladung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur oberflächigen Härtung von Eisenwerkstoffen in einer stromstarken Gasentladung und gewährleistet verschleiß- und korrosionsbeständige Werkßtückoberflächen der behandelten Teile ohne aufwendige nacharbeiten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Werkstücke aus Eisenwerkstoffen in einer stromstarken Glimmentladung mit Stickstoffverbindungen als Reaktionsgas zu härten (CH-PS 386 584)«. Ausgangspunkt bildet die von Berghaus beschriebene Form der Nitrierung (DE-PS 668 636) in einer stromstarken Glimmentladung,

deren Ablaufzeit trotz verschiedenster Formen, Methoden und Verfahren, die nachfolgend bekanntgeworden sind (CH-PS 396 563; CH-PS 440 906), nicht wesentlich verkürzt werden konnte

Weiterhin wurde vorgeschlagen (DE~AS 16 21 268) zur effektiveren Glimmbehandlung bei hochlegierten Stählen Zusatzelektroden aus Eisen anzubringen. Eine Verkürzung der eigentlichen Wärmebehandlung wird aber bei dieser Methode auch nicht erzielt.

Der Zusatz von chemischen Elementen, wie er in der CH-PS 400 713 bekannt wurde, führt zwar zu Verbesserungen bei der Ausbildung der Uitrierschicht und der Verbindungszone $ ein Paktor zur rationellen Verfahrensgestaltung ist aber damit nicht gefunden wordene ,

Ziel der Erfindung

Dae Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, das die Dauer der V/ärmebehandlung wesentlich herabsetzt«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem der Prozeß der eigentlichen Wärmebehandlung bei gleichzeitiger Beibehaltung der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der Werkstückoberflächen erheblich gesenkt wird.

Es wurde auf der Grundlage des von Kölbel ausgearbeiteten Modells der Nitrierung in einer Glimmentladung (Die Nitrierschichtbildung bei der Glimmnitrierung, Porsche-Ber, Nordrtu-Westf. Nr. 1555, 1965) folgender Wirkungsmechanismus gefunden:

Der Zusatz von Edelgas Argon (Krypton und auch Xenon) in die Stickstoffatmosphäre einer Glimmentladung zum Nitrieren von Eisenwerkstoffen führt zu einer erhöhten Eisenabstäubung, die zu einer erhöhten Bildung von PeN .in der Nähe der katodisch geschalteten Werkstücke führt. Durch Rückstäubung lagert sich dieses Nitrid an der Werkstückoberfläche an und zerfällt. Der frei werdende Stickstoff kann aufgrund der Werkstücktemperatur eindiffundieren, während die Eisennitride weiterhin abgebaut werden bis letztlich wieder reines- Eisen vorliegt. Diese durch den Edelgasanteil bedingte Erhöhung des "diffusions-

fähigen Stickstoffs führt zu einer schnelleren Ausbildung der gewünschten verschleiß- und korrosionsfesten Eisenwerkstoff oberfläche

Dazu sind folgende Verfahrensschritte erforderlich:

a) Durchführung des AnlaufVorganges

Die Stromstärke Gasentladung wird im Hp-Strom gezündet und das Werkstück auf Mtriertemperatur aufgeheizt und von Oxid- und Fettschichten (Verschmutzungen) gereinigte Der Verfahrensschritt ist beendet, wenn die M- \ 10 triertemperatur erreicht ist und die Entladung stabil

brennt·

b) Der eigentliche Nitriervorgang

Dazu wird das stickstoffhaltige Gas, vorzugsweise Ammoniak, bis zum Arbeitsdruck von ρ = 200 Pa eingelasßen unter Zusatz von beispielsweise Argon mit Anteilen zwischen 5 und 50 Vol.-^, vorzugsweise 10 Vol.-%. Die am Y/erkstück umgesetzte Entladungsleistung wird so geregelt, daß die Temperatur des Werkstückes konstant bleibt.

Das Ergebnis dieses Verfahrens ist eine Verkürzung der ) KItrierzeit bis zu 50 % bei gleichzeitiger Beibehaltung der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der erzeugten Schicht,

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   Verfahren zur Härtung von Eisenwerkstoffen unter Verwendung von Stickstoffverbindungen in einer Stromstärken
   Glimmentladung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mtriergas ein Edelgas vorzugsweise Argon in einem Anteil von 5 bis 50 Vol.-%, vorzugsweise 10 Vol.-% beigegeben wird.