DD294048A5

DD294048A5 - Verfahren zur vorbehandlung von eisenwerkstoffoberflaechen fuer das nitrieren in gasfoermigen ammoniakhaltigen gasmischungen

Info

Publication number: DD294048A5
Application number: DD34028690A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Lerche; Hartmut Bombach; Alfred Spengler
Original assignee: Bergakademie Freiberg,De
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1991-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung von Eisenwerkstoffoberflaechen, insbesondere von mittel- und hochlegierten Eisenwerkstoffen, fuer das Nitrieren in gasfoermigen ammoniakhaltigen Gasmischungen zur Erzeugung von nitridhaltigen Randschichten. Ziel der Erfindung ist es, durch Nitrieren in einer ammoniakhaltigen Gasmischung nitridhaltige Randschichten hoher Qualitaet auch auf schwer nitrierbaren Eisenwerkstoffen, wie mittel- oder hochlegierten Eisenwerkstoffen, zu erzeugen. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, auf Eisenwerkstoffoberflaechen einen Oberflaechenzustand herzustellen, der das Erzeugen nitridhaltiger Randschichten ohne gesonderte Verfahrensschritte beim Behandeln in gasfoermigen ammoniakalischen Gasmischungen bei geringem Arbeitsaufwand reproduzierbar auf der vorgesehenen Flaeche ermoeglicht und bei dem nicht durch werkstoffartfremde Reaktionsprodukte ein erneuter Schutz fuer das Eindringen von Stickstoff in die zu behandelnde Oberflaeche aufgebaut wird. Erfindungsgemaesz wird die technische Aufgabe dadurch geloest, dasz vor dem Nitrieren in gasfoermigen ammoniakhaltigen Gasmischungen auf die zu nitrierenden Eisenwerkstoffoberflaechen im entfetteten Zustand eine 0,0001-0,03 mm dicke werkstoffarteigene, festhaftende Eisenschicht aufgebracht wird.{Eisenwerkstoffe; Nitrieren; ammoniakhaltige Gasmischung; Vorbehandlung von Eisenwerkstoffoberflaechen; Eisenbeschichtung}

Description

Ausführungsholsplol

Die goschliffono Oberfläche von 2 Probon aus dom Stahl x8CrN118.8 wurdon nach dom Entrotton wlo folgt vorboroltot:

Probe 1 - unbohandolt

Probe 2 - wurde als Katode In elnom Elektrolyten mit 200g FeSO₄ dm"³ und 100g (NH₄I₂SO₄dm"¹20 Minuton bol elnor Stromdichte von 1 AcIm"² boi Roumtomporotur elektrolytisch mit Eison boschichtot. Als Anodo dlonto ein Rolnolsonbloch. Dor Eloktrolyt wurde währond dor Eloktrolyso mochanlsch bowogt. Noch dor Eloktrolyso wurdo die Probe mit Wasser und anschließend mit Methanol gospült und gotrocknet.

Nach olnor 6stündlgon Gasoxinltriorbohandlung bol elnor Nitrlorkonnzahl von 3 und dor Nltriortomporatur von 590⁰C konnte folgendes Nitrierorgobnls fostgostollt wordon:

Probe 1 - nicht nitriert und oborflächllchangolaufon

Probp 2 - Nitriarhärtotiofe h (kH + 50HV0,1) « 0,18mm

Claims

1. Verfahren zur Vorbehandlung von Eisenwerkstoffoberflächon für das Nitrieren in gasförmigen ammoniakhaltigen Gasmischungen, indem die Workstoffoberflöchen im entfetteten Zustand beschichtet werden, gekennzeichnet dadurch, daß eine 0,0001-0,03 mm dicke werkstoffarteigene, festhaftende Eisenschicht aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eisenschicht durch elektrolytische Eisenabscheidung oder durch thermisches Spritzen aufgebracht wird.

Anwendungsgebiet dor Erfindung

Dio Erfindung betrifft ein Verfahron zur Vorbehandlung von Eisonworkstoffoborflächon, insbesondere von mittol- und hochlogiorton Eisonworkstoffon, für das Nitrioron in gasförmigen ammoniakhaltigen Gasmischungon zur Erzougung von nitridhaltigon Randschlchton.

Charakteristik dos bekannten Standes der Technik

Das Erzeugen nitrldhattlger Randschleifen auf Eisonworkstoffon In gasförmigen ammoniokhnltigon Gasmischungon boroltet bei Eisenwerkstoffen insbesondere dann durch auftretondo hemmonde Oborflächonzuständo Probleme, wenn diese Eisenwerkstoffe mittlero oder hohe Legierungsanteil von Chromium, Chromium und Nlckol und eventuoll weiteren Elementen aufweisen. Für die Beseitigung dieser, die Nitrierung in gasförmigen ammoniakhaltigon Gasmischungon hemmenden Oberflächonzuständo wurde eine Violzahl von Lösungen vorgeschlagen. Neben der Modifizierung der Nitriergasatmosphären sind Lösungen zur mechanischen oder chemischen Vorbehandlung (Sidan, H.: Nitrieren von rost- und säurebeständigen Stählen,Technische Rundschau (1966) Nr.24, S.9-13; Nr.28 S.3-7; Nr.42 S.33-37 und45; DE-AS 1275336; Gerscha, A., und H. G. Weidingor: Metalloberfläche 22 (1968), Heft 11, S.336-341), zum Aufbringen von Überzügen aus Kupfer (Jones, B.: Stahl und Eisen 58 [1938] S.40), von Üborzügon zum Freisetzen schichtzorstörender Verbindungen (DD 156718 - dichlormethanaceton-haltige Polyvinylchloridlösung), von Üborzügon zur Schichtumwandlung (DD 152947 - Konversionsschicht aus Ferrooxalat) und von Überzügen zur Schichtaktiviorung (Mischung aus Molamlnderlvaten und Carbonaten). Dio Ergebnisse all dieser Verfahren sind unbefriedigend, da durch das jeweilige Verfahren keine generelle Wirkung bei allen Werkstoffen erreicht wird, die einzelnen Methoden nicht reproduzierbar sind, dio zusätzlichen Arbeits- und Verfahrensschritte einen zu hohen Aufwand erfordern bzw. durch sich bildende werkstoffartfremde Reaktionsprodukte die Oberfläche ganz oder teilweise erneut vor dom Eindringen von Stickstoff geschützt wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, durch Nitrieren in einer ammoniakhaltigon Gasmischung nitridhaltige Randschichten hoher Qualität auch auf schwer nitrierbaren Eisenwerkstoffen, wie mittol- odor hochlegierten Eisenwerkstoffen, zu erzeugen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, auf Eisenwerkstoffoberflächen einen Oborflächenzustand herzustellen, der das Erzeugen nitridhaltiger Randschichten ohne gesonderte Verfahrensschritte beim Behandeln in gasförmigen ammoniakalischen Gasmischungen bei geringem Arbeitsaufwand reproduzierbar auf der vorgesehenen Fläche ermöglicht und bei dem nicht durch werkstoffartfremde Reaktionsprodukte ein erneutor Schutz für das Eindringen von Stickstoff in die zu behandelnde Oberfläche aufgebaut wird.

Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß vor dem Nitrieren in gasförmigen ammoniakhaltigen Gasmischungen auf die zu nitrierenden Eisenwerkstoffoberflächen im entfetteten Zustand eine 0,0001-0,03 mm dicke werkstoffarteigene, festhaftendo Eisenschicht aufgebracht wird. Die Eisenschicht kann vorteilhafterweise durch elektrolytische Eisenabscheidung oder thermisches Spritzen aufgebracht werden. Dabei ist es möglich, die Eisenschicht nur partiell auf die zu nitrierenden Oberflächenbereiche aufzubringen. Bei der elektrolytischen Eisenabscheidung kenn eine partielle Beschichtung dadurch realisiert werden, daß auf die nicht zu nitrierende Oberfläche eine elektrisch isoliorende Schicht aufgetragen wird, die die Eisenabscheidung verhindert. Für die Behandlung in der ammoniakhaltigen Gasmischung ist es vorteilhaft, wenn die aufgetragene Eisenschicht äußerlich oxidiert ist. Die aufgetragene Eisenschicht bewirkt, daß beim Behandeln in ammoniakhaltigen Gasmischungen ohne zusätzliche verfahrenstechnische Schritte reproduzierbare nitridhaltige Randschichten gebildet werden. Das Eindringen von Stickstoff verhindernde Reaktionsprodukte treten boi der Nitrierung nicht auf.