DD263308A5 - Verfahren zur herstellung von oberen schichten an den feuerfesten sowie korrosionsfesten insbesondere austenistischen staehlen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer oberen Diffusionsschicht mit erhoehten physikalisch-chemischen Eigenschaften. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, die Diffusionsgeschwindigkeit zu erhoehen und die Schichten wiederholbar zu gestalten, wird dadurch geloest, dass vor der chemisch-thermischen Behandlung die Flaechen, auf welchen die obere Schicht gebildet werden soll, depassiviert und chemisch aktiviert werden und dann galvanisch mit Eisenschicht beschichtet werden.

Description

-2- ΔΧ3ά JUö

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Das Verfahren wird beispielhaft zur Beschreibung des beispielwsisen Prozesses bei der Herstellung der nitrierenden Schicht am Schaft des Auslaßventiles eines Verbrennungsmotors näher dargestellt. Das Ventil ist aus dem austenitischen Stahl der Marke 50H21GSN4 ausgeführt. Nach der endgültigen mechanischen Behandlung des Schaftes ist das entfettete Ventil einer elektrochemischen Aktivierung im Natriumglukonatbad unterworfen. Dann wird das galvanische Auftragen des Eisens auf den Ventilschaft zwecks Erreichung des Eisenüberzuges mit den Dicken von 0,002 mm durchgeführt. Die folgende Operation nach der Trocknung des Ventils ist die chemisch-thermische Behandlung des Gasnitrierens. Das Ventil wird in der hermetisch wirkenden Retorte, die mit der Gasanlage des Ammoniaks verbunden ist, angeordnet. Das Ofentempern bei Temperaturen von 575⁰C während der 2 Stunden verursacht die Herstellung der verschleiß- und schmierbeständigen Schicht am Schaft. Weiter wird der Ventilteller mit einer Oxidschicht überzogen, die die Diffusion unmöglich macht. Es ist günstig in Hinsicht auf die Einhaltung der Tellerfestigkeit bei der Korrosionswirkung des Abgases während des Ventilbetriebes.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen einer oberen Diffusionsschicht mit erhöhten physikalisch-chemischen Eigenschaften an feuer- und korrosionsfesten Stählen, insbesondere austenitischen Stählen, durch Gasnitrieren bzw. derivative Behandlungen, dadurch gekennzeichnet, daß vor der chemfschthermischen Behandlung die Flächen, aufweichen die obere Schicht gebildet werden soll, depassiviert und chemisch aktiviert werden und dann galvanisch mit Eisenschicht beschichtet werden.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahrener Herstellung einer oberen Diffusionsschicht mit erhöhten physikalisch-chemischen Eigenschaften. Im chemisch-thermischen Prozeß werden die einer in Gasatmosphäre erreichten Schicht durch Nitrieren bzw. die dem Nitrieren derivativen Behandlungen an den Elementen aus feuerfestem Stahl bzw. korrosionsfestem Stahl erzielt. Die Erfindung betrifft insbesondere Stähle mit austenitischer Struktur.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Für die erfolgreiche Durchführung der chemisch-thermischen Behandlung der genannten Stähle ist die Beseitigung der passiven Oxidschicht, die an den Elementen bei Umwelttemperaturen gebildet wird, insbesondere im Laufe der Wärmeprozesse der chemisch-thermischen Behandlung erforderlich. Die Oxidschicht, insbesondere des Chromooxides, charakterisiert sich durch Stabilität und ist diffusionsundurchdringend. Beim Nitrieren und in den derivativen Prozessen entsteht die Oxidschicht im Resultat oder infolge der minimalen Anfeuchtung der nitrierenden Atmosphäre sowie als Spurengehalt des Sauerstoffes. In den bisherigen Methoden des Nitrierens und in den derivativen Prozessen sind für Beseitigung der Oxide die Depassivatore, z. B. HF, MBr, NH₄CI sowie andere Halogenidverbindungen als Zusätze für die Gasatmosphäre verwendet worden. Diese Verbindungen charakterisieren sich durch hohe Giftigkeit, welches die technisch-ökologischen Nachteile dieser Prozesse darstellt. Außerdem verursachen die in die Gasatmosphäre eingeführten Depassivatore die Depassivierung der inneren Flächen der Anlage, vor allem der Retorte, in der der Prozeß verläuft.

   Die ganze Fläche der chemisch-thermisch behandelten Elemente wird dabei depassiviert. Der weitere Nachteil der Verwendung von Depassivatoren besteht in der Kondensation und in ihrem Ablagern bei der Installation an den Stellen mit Temperaturen unter 300⁰C, welches eine Veränderung der Verläufe und eine Instabilität des Prozesses verursacht. Es ist weiter ein Verfahren zum Sulfonitrieren bekannt, bei dem der Zusatz von Schwefeldämpfen in die Atmosphäre erfolgt. Der teilweise dissoziierte Ammoniak beeinflußt reduzierend die Passivität der Oxidschicht, welches eine Stickstoffdiffusion des behandelten Elementes erleichtert. Dieses Verfahren ist jedoch für austentische Stähle wenig erfolgreich.

   Ziel der Erfindung

   Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer oberen Diffusionsschicht zur Anwendung zu bringen, das es gestattet, die Schichten umweltfreundlich und technologisch vorteilhaft aufzubringen.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer oberen Diffusionsschicht mit erhöhten physikalisch-chemischen Eigenschaften zu schaffen, mit dem die Schichten wiederholbar mit einer hohen Diffusionsgeschwindigkeit aufgebracht werden können.

   Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vor der chemisch-thermischen Behandlung die Flächen, aufweichen die obere Schicht gebildet werden soll, depassiviert werden, chemisch aktiviert und dann galvanisch mit einer Eisenschicht beschichtet werden. Im Sinne der Erfindung wird also vor der chemisch-thermischen Behandlung die Fläche, aufweicher die obere Diffusionsschicht hergestellt werden soll, depassiviert und chemisch aktiviert und dann galvanisch mit der Eisenschicht beschichtet. Die hergestellte Eisenschicht bildet keine Hemmung für die Diffusion von Stickstoff und anderen Elementen. Das Verfahren ist ungiftig und ermöglicht die Erreichung der oberen Diffusionsschicht am ganzen Element bzw. ausgewählter Flächen des Elementes. Der andere Vorteil der Erfindung ist die vergrößerte Diffusionsgeschwindigkeit des Stickstoffes im Stahl sowie eine Wiederholung der erreichten Schichten im Vergleich mit anderen Methoden, was die günstigen Bedingungen für eine Verwendung in der Serienfertigung bildet.