DD269634A1

DD269634A1 - Verfahren zur herstellung verschleissbestaendiger galvanischer eisenschichten mit verbesserter mechanischer bearbeitbarkeit

Info

Publication number: DD269634A1
Application number: DD31174087A
Authority: DD
Inventors: Klaus Tschackert; Hermann Huebner; Elk Forkel
Original assignee: Pruef Und Versuchsbetrieb Char
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1987-12-30
Publication date: 1989-07-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verschleissbestaendiger galvanischer Eisenschichten mit verbesserter mechanischer Bearbeitbarkeit. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schichten abweichend von den ueblichen Abscheidebedingungen vorzugsweise bei einer Temperatur von 70 bis 80C, einer Stromdichte von 10 bis 20 A/dm2 und einer Eisenkonzentration von 125 bis 230 g Fe/l abgeschieden werden. Derart aufgetragene Schichten koennen mit den ueblichen Verfahren bei vertretbaren Kosten bearbeitet werden.

Description

Eisenkonzentration der Eisen (ll)-chloridlösung Temperatur der Eisen (ll)-chloridlösung kathodische Stromdichte pH-Wert

230gFe/l (bisherüblich etwa 25. ..10OgFe/!

75⁰C (bisher üblich 4O⁰C) 15 A/dm² (bisher üblich 40 A/dm²) 0,7 (wie üblich)

Unter diesen Bedingungen wird eine Abscheidegeschwindigkeit von 250 Mm/h erreicht. Die Härte der 0,7 mm dicken Eisenschicht beträgt 250 HV. Die auf diese Weise beschichteten Zylinderlaufbuchsen lassen sich wie unbeschichtete Grauguß-Zylinderlaufbuchsen problemlos und mit vertretbaren Kosten Bohren und durch anschließendes Honen auf Nennmaß bearbeiten. Die auf diese Weise instandgesetzten Zylinderlaufbuchsen weisen eine Verschleißbeständigkeit auf, die mindestens der von unbeschichteten Grauguß-Zylinderlaufbuchsen entspricht.

Claims

Verfahren zur Herstellung verschleißbeständiger galvanischer Eisenschichten mit verbesserter mechanischer Bearbeitbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten abweichend von den üblichen Abscheidebedingungen bei vorzugsweise 70 bis 8O⁰C und einer Stromdichte von vorzugsweise 2 bis 30 A/dm² und einer Eisenkonzentration von vorzugsweise 125 bis 230g Fe/I abgeschieden werden.

Anwendungsbereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verschleißbeständiger galvanischer Eisenschichten, die eine hohe Verschleißfestigkeit und eine verbesserte mechanische Bearbeitbarkeit aufweisen.

Charakteristik der bekannten verfahrenstechnischen Lösungen

Die bisher zwecks Instandsetzung von verschlissenen Einzelteilen bzw. Erzeugung von Verschleißschutzschichten auf neuen Einzelteilen galvanisch aus einer Eisen (ll-)chlorid-Elektrolytlösung abgeschiedenen Eisenschicht weisen eine hohe Härte von 500 bis 550 HV₆, und deshalb eine schlechte mechanische Bearbeitbarkeit auf. Während die auf kleinen Außenflächen von Einzelteilen und Schalen abgeschiedenen Eisenschichten mit vertretbaren Kosten durch Schleifen mechanisch bearbeitet werden können, ist dies bei großen Innenflächen, wie sie z. B. bei Zylinderlaufbuchse! von Verbrennungsmotoren zu beschichten und mechanisch zu bearbeiten sind, infolge der Probleme bei der mechanischen Bearbeitung nicht der Fall. Auch die übliche Weise für die mechanische Bearbeitung unbeschichteter Innenflächen zylindrischer Einzelteile eingesetzten effektiven Verfahren, wie Drehen, Fräsen und besonders Honen und Bohren eignen sich für die Bearbeitung der harten, galvanischen Eisenschicht nicht. Wegen der genannten Probleme bei der mechanischen Bearbeitung und den daraus resultierenden hohen Kosten findet die ansonsten für viele Anwendungsfälle, u. a. für die Instandsetzung von Zylinderlaufbuchsen, geeigneten und relativ billigen galvanischen Eigenschaften für die Beschichtung größerer Innenflächen kaum Verwendung. Obwohl bekannt ist, daß die Eigenschaften, u.a. auch die Härte der galvanisch abgeschiedenen Eisenschichten, durch Variierung der Abscheidebedingungen gezielt verändert werden können, nutzt man diese Möglichkeit nicht. Die bewußte Abscheidung weicherer, für den vorgesehenen Anwendungsfall ausreichend verschleißbeständigerer Eisenschichten zwecks Verbesserung des mechanischen Bearbeitungsverhaltens ist nicht erkannt. Bekannt ist aber ferner, daß galvanische Schichten, ζ. B. Chrom- und Eisenschichten (DD 247471), durch eine Wärmebehandlung weicher gemacht werden können. Dies erfordert jedoch zusätzliche Arbeitsgänge und Ausrüstungen sowie einen beachtlichen zusätzlichen Energieeinsatz.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, die Eigenschaften der galvanisch abgeschiedenen Eisenschichten, insbesondere deren Härte, ohne zusätzliche Arbeitsgänge und ohne zusätzlichen Energiebedarf so zu verändern, daß die mechanische Bearbeitbarkeit der Eisenschichten wesentlich verbessert wird, wodurch eine Bearbeitung durch Schleifen, Drehen, Fräsen, Bohren und Honen mit vertretbaren Kosten möglich ist und die Verschleißbeständigkeit der Eisenschicht nicht zulässig verringert wird. Auf diese Weise soll eine wesentliche Voraussetzung für die breitere und ökonomisch vorteilhafte Anwendung der relativ billigen und ansonsten für viele Anwendungsfälle, u. a. auch für die Instandsetzung verschlissener Laufbuchsen von Verbrennungsmotoren, anwendbaren galvanischen Eisenschichten geschaffen werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Wahl entsprechender, von den üblichen Abscheidebedinungen für galvanische Eisenschichten abweichender Eisenschichten abzuscheiden, die für eine für den vorgesehenen Anwendungsfall ausreichende Verschleißbeständigkeit aufweisen und mit den üblichen Verfahren der mechanischen Bearbeitung, wie z. B. Sch ieifen, Drehen, Fräsen, Bohren und Honen bei vertretbaren Kosten bearbeitet werden können. Ertindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, in dem die Eisenschichten bei einer höheren Temperatur, d.h. bei 55^eC bis 95⁰C, vorzugsweise 70°C bis 80"C, einer niedrigeren kathodischen Stromdichte von 2 bis 30 A/dm², vorzugsweise 10 bis 20 A/dm und ainer höheren Eisenkcnzentration der Elektrolytlösung von 120 bis 250g/l, vorzugsweise 125 bis 230g Fe/I aus einer Eisen (ll)-chloridlösung abgeschieden werden, wobei in Abhängigkeit von der angestrebten Härte und den vorliegenden sonstigen Bedingungen, die angestrebte Verbesserung der mechanischen Bearbeitbarkeit durch eine Abscheidung bei

löhter Temperatur und/oder niedrigerer kathodischer Stromdichte und/oder erhöhter Eisenkonzentration erreicht werden ann

Ausführungsbeispiel

Die Bohrungen verschlissener Grauguß-Zylinderlaufbuchsen werden nach Prüfung auf Instandsetzbarkeit (z. B. Risseprüfung), Abdecken der nicht zu beschichtenden Außenflächen und üblicher Oberflächenvorbehandlung (Entfetten, Beizen) unter der im folgenden genannten Bedingungen in einer Eisen (ll)-chlorid-Elektrolytlösung galvanisch mit Eisen beschichtet.