DE10118029C1

DE10118029C1 - Process for the thermo-chemical pre-treatment of metallic workpieces, especially case hardening steel is carried out in an atmosphere containing hydrogen and hydrogen-containing gases to which oxygen and air are added

Info

Publication number: DE10118029C1
Application number: DE2001118029
Authority: DE
Inventors: Udo Bardelmeier; Volker Heuer; Peter Minarski
Original assignee: ALD Vacuum Technologies GmbH; Vacuheat GmbH
Current assignee: ALD Vacuum Technologies GmbH; Vacuheat GmbH
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-09-05
Anticipated expiration: 2021-04-12

Abstract

Process for the thermo-chemical pre-treatment of metallic workpieces is carried out in an atmosphere containing hydrogen and hydrogen-containing gases to which oxygen and air are added at a temperature of at least 800 deg C and at a pressure of 0.04-0.2 MPa. Preferred Features: The pre-treatment is carried out in a mixture of hydrogen or hydrogen-containing gases and 1-50 vol.% oxygen, or in a mixture of natural gas and air having a volume ratio of 2.2-1.8: 1. The pre-treatment is carried out at a temperature of at least 800 deg C for 1-60 minutes, preferably 8-12 minutes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermochemischen Vorbehandlung von metallischen Werkstücken, insbesondere von Einsatzstählen, für eine nachfolgende thermochemische Behandlung aus der Gruppe Aufkohlen, Nitrieren, Nitrokarburieren, Borieren, wobei die Vorbehandlung der Werk stücke in einer Atmosphäre mit Anteilen von Wasserstoff oder wasser stoffhaltigen Gasen bei Temperaturen von mindestens 800°C erfolgt.The invention relates to a method for thermochemical pretreatment of metallic workpieces, in particular case-hardening steels, for one subsequent thermochemical treatment from the carburizing group, Nitriding, nitro carburizing, boronizing, pretreatment of the plant pieces in an atmosphere containing hydrogen or water gases containing at temperatures of at least 800 ° C.

Das bekannte thermochemische Aufkohlen und/oder Aufsticken von Stählen bei hohen Temperaturen in Gasatmosphären mit Komponenten aus der Gruppe Kohlenstoff und Stickstoff stellt ein wirtschaftliches und umweltfreundliches Verfahren zur Einsatzhärtung von Werkstücken dar.The well-known thermochemical carburizing and / or embroidery of Steels at high temperatures in gas atmospheres with components from the group carbon and nitrogen represents an economical and environmentally friendly process for case hardening of workpieces.

Auch ist es nur mit solchen Verfahren möglich, Bauteile ggf. partiell, d. h., nur in bestimmten Oberflächenbereichen, entsprechend zu behandeln. Insbesondere für sogenannte formkomplizierte Werkstücke, d. h. solche mit einer komplizierten Geometrie, kommen nur solche Verfahren infrage, ggf., aber nicht notwendigerweise, mit Unterstützung durch eine Plasma entladung. It is also only possible with such methods to partially remove components, if necessary. H., only to be treated accordingly in certain surface areas. In particular for so-called complicated workpieces, i. H. such with a complicated geometry, only such processes are possible, if necessary, but not necessarily, with the support of a plasma discharge.

Den genannten Verfahren gemeinsam ist eine Abhängigkeit des Behand lungsergebnisses vom Oberflächenzustand der Werkstücke, wobei störende Effekte insbesondere in Bohrungen und noch verstärkt in schlan ken Sacklochbohrungen mit ungünstigen Verhältnissen von Längen zu Durchmessern und bei Werkstücken mit unterschiedlichen Wandstärken auftreten.A common feature of the mentioned methods is a dependency of the treatment result of the surface condition of the workpieces, wherein disruptive effects, especially in bores and even more so in snakes Do not drill blind holes with unfavorable ratios of lengths Diameters and for workpieces with different wall thicknesses occur.

Es ist bekannt, daß die Diffusionsvorgänge durch die Oberflächen stark vom Anlieferungszustand der Werkstücke abhängen. Etwaige Verunrei nigungen wie Waschmittelrückstände, Konservierungsmittel, Schneidöle etc. können das Behandlungsergebnis deutlich beeinflussen. Homogene und reproduzierbare Diffusionsvorgänge und Härteverläufe sind dadurch praktisch nicht möglich. Ursachen sind ungleichmäßige und unvollständige Reinigung, Rückstände aus der Fertigung oder andere Oberflächen veränderungen, beispielsweise durch Umformungsprozesse mit Gefüge veränderungen und/oder spanabhebende Bearbeitungen sowie Oxid schichten. Inhomogene Diffusionsvorgänge können beim nachfolgenden Härten außerdem zum Entstehenden von mechanischen Eigenspannungen führen, die die Festigkeit, insbesondere die Dauerwechselfestigkeit der Werkstücke nachteilig beeinflussen.It is known that the diffusion processes through the surfaces are strong depend on the delivery condition of the workpieces. Possible mismatch cleaning agents such as detergent residues, preservatives, cutting oils etc. can significantly influence the treatment result. homogeneous and reproducible diffusion processes and hardness profiles are thereby practically not possible. The causes are uneven and incomplete Cleaning, residues from production or other surfaces changes, for example through forming processes with structure changes and / or machining as well as oxide layers. Inhomogeneous diffusion processes can occur in the following Harden to create mechanical residual stresses lead that the strength, especially the fatigue strength of the Adversely affect workpieces.

Durch die EP 0 545 069 B1 ist es bekannt, daß es beim Aufkohlen, Vergüten, Glühen, Carbonitrieren und Nitrocarburieren, bedingt durch die Verwendung sauerstoffhaltiger Prozeßgase, zu einer interkristallinen Randoxidation der Werkstücke kommt, die eine Herabsetzung der Dauerfestigkeit und eine Verringerung der Lebensdauer zur Folge hat. Zur Lösung dieses Problems wird ein zweistufiges Verfahren zum thermoche mischen Behandeln der Oberflächen von Werkstücken aus Stählen und Refraktärmetallen vorgeschlagen, bei dem in einem ersten Verfahrens schritt ein Einsatzhärten durch Gas oder Gasgemische durchgeführt und in einem zweiten Verfahrensschritt zur thermochemischen Entfernung der Randoxidation mindestens ein Gas aus der Gruppe N₂, H₂ oder NH₃ in eine Prozeßkammer eingelassen und ein Druck größer als 0,1 MPa und eine Temperatur zwischen 100°C und 1000°C eingestellt wird. Beispielhaft sind Drücke von 1 und 2 MPa und eine Temperatur von 580°C angegeben. From EP 0 545 069 B1 it is known that when carburizing, tempering, annealing, carbonitriding and nitrocarburizing, due to the use of oxygen-containing process gases, there is an intercrystalline edge oxidation of the workpieces, which reduces the fatigue strength and reduces the service life Consequence. To solve this problem, a two-stage process for thermochromic treatment of the surfaces of workpieces made of steels and refractory metals is proposed, in which step case hardening is carried out by gas or gas mixtures and in a second process step for thermochemical removal of the edge oxidation at least one gas the group N ₂ , H ₂ or NH ₃ let into a process chamber and a pressure greater than 0.1 MPa and a temperature between 100 ° C and 1000 ° C is set. Pressures of 1 and 2 MPa and a temperature of 580 ° C are given as examples.

Dabei geht es vorrangig um die Beseitigung der oxidischen Passivschich ten, die ein späteres Eindiffundieren von Nichtmetallen wie N, C und B beim Nitrieren, Nitrokarburieren und Borieren behindern. Angestrebt wird also eine möglichst weitgehende Reduktion und Entfernung der Randoxide unter Vermeidung jeglichen Zusatzes von Sauerstoff oder einer sauerstoff haltigen Verbindung. Es hat sich aber gezeigt, daß dadurch nicht alle Folgen von unterschiedlichen Vorbehandlungen der Werkstücke für erfolg reiche Nachbehandlungen beseitigt werden können. Mit kompliziert geformten Werkstücken, die schwer zugängliche Hinterschneidungen, Innenbohrungen und Sacklöcher aufweisen oder Rohre, Kugelkäfige oder Düsenkörper mit zu härtenden Innenflächen sind, befaßt sich diese Schrift nicht.The primary concern is the removal of the oxide passive layer ten that later diffusion of non-metals such as N, C and B when nitriding, nitro carburizing and boronizing. The aim is So as far as possible a reduction and removal of the edge oxides avoiding any addition of oxygen or an oxygen containing connection. However, it has been shown that not all Consequences of different pretreatments of the workpieces for success rich after-treatments can be eliminated. With complicated shaped workpieces, the undercuts that are difficult to access, Have internal holes and blind holes or pipes, ball cages or This document deals with nozzle bodies with inner surfaces to be hardened Not.

Durch die DE 41 15 135 C1 ist es bekannt, Werkstücke aus Stahl mit schwer zugänglichen Flächen wie Hohlkörper mit Bohrungen einschließlich Düsenkörpern dadurch aufzukohlen und/oder aufzusticken, daß man die Werkstücke Temperaturen oberhalb von 450°C, Drücken oberhalb von 0,2 MPa bis 10 MPa und Reaktivgasen aussetzt, die Ammoniak, Stickstoff, und/oder Kohlenstoffverbindungen wie Methan, Kohlendioxid und Kohlen monoxid enthalten. Auch Zusätze von Luft sind angegeben. Für das Nitrie ren werden Temperaturen von 500°C, für das Karburieren Temperaturen zwischen 870 und 1000°C angegeben. Mit dem Beseitigen von Einflüssen von Vorbehandlungen der Werkstücke befaßt sich diese Schrift nicht.From DE 41 15 135 C1 it is known to use steel workpieces difficult to access areas such as hollow bodies with holes Carburize nozzle bodies and / or embroider that one Workpieces temperatures above 450 ° C, pressures above 0.2 MPa to 10 MPa and reactive gases exposed to ammonia, nitrogen, and / or carbon compounds such as methane, carbon dioxide and carbon contain monoxide. Air additions are also given. For the nitrie temperatures of 500 ° C, for carburizing temperatures between 870 and 1000 ° C. With the removal of influences this document does not deal with pretreatments of the workpieces.

Durch die DE 24 17 179 C3 ist es bekannt, bei hochlegierten Stählen mit einem Chromanteil von wenigstens 2% bei Temperaturen bis 1037°C in einer oxidierenden Atmosphäre während 30 Minuten bis 4 Stunden, auch während 6 bis 30 Stunden, zunächst eine Oxidschicht auf der Stahlober fläche zu erzeugen und anschließend den oxidierten Stahl zu karburieren. Dies wird damit erklärt, daß in den Lücken oder Poren durch die Verhin derung des direkten Zugangs von Kohlendioxid aufgrund einer dichten, durchgehenden äußeren Oxidschicht eine bessere Aufkohlung erfolgt. Aufgabengemäß sollen dadurch die Probleme beseitigt werden, die durch die Bildung einer passiven Oxidschicht bei niedriger Temperatur entstehen, damit es möglich wird, die Stähle während eines beträchtlichen Zeit raums zu lagern, bevor sie aufgekohlt werden. Die bei hohen Tempera turen erzeugte Oxidschicht soll einer Aufkohlung nicht im Wege stehen, sondern es gestatten, daß Kohlenstoff gleichförmig in die Stahloberfläche eindiffundiert. Es ist auch angegeben, daß kohlenstoffhaltiger Stahl bei der Hochtemperatur-Oxidation an Kohlenstoff verliert, der in der anschlie ßenden Kohlungsphase wieder zugeführt werden muß. Ferner ist angege ben, daß der durch Abschrecken gehärtete Rohling spanabhebend bear beitet werden muß, um die Oxidschicht wieder zu entfernen. Nicht ange geben ist die gleichzeitige Anwesenheit von Wasserstoff oder wasserstoff haltigen Gasen.From DE 24 17 179 C3 it is known to use in high-alloy steels a chromium content of at least 2% at temperatures up to 1037 ° C in an oxidizing atmosphere for 30 minutes to 4 hours, too for 6 to 30 hours, first an oxide layer on the steel surface generate surface and then carburize the oxidized steel. This is explained by the fact that in the gaps or pores by the Verhin change in direct access to carbon dioxide due to a dense, better carburization takes place throughout the outer oxide layer. According to the task, the problems caused by the formation of a passive oxide layer at low temperature so that it becomes possible to keep the steels for a considerable time to be stored before they are carburized. The one at high tempera oxide layer produced should not stand in the way of carburization, but allow carbon to be uniform in the steel surface diffused. It is also stated that carbon steel the high-temperature oxidation loses carbon, which subsequently The carburizing phase must be fed again. It is also indicated ben that the blank hardened by quenching bear must be processed to remove the oxide layer again. Not specified is the simultaneous presence of hydrogen or hydrogen containing gases.

Durch das Abstract der JP 060 57 400 A ist es ferner bekannt, unter Vermeidung einer vorhergehenden Entfettung die Gleichförmigkeit des Nitrierens von Stahlteilen dadurch zu steigern, daß man die Stahlteile an Luft auf Temperaturen von mindestens 200°C erwärmt, um auf den Stahl teilen eine Oxidschicht zu bilden. Anschließend soll entweder die Restluft entfernt und ein stickstoffhaltiges Gas zugeführt werden, oder die Stahlteile sollen in einer Inertgasatmosphäre auf Temperaturen von mindestens 200°C aufgeheizt werden, und anschließend soll wiederum Luft zugeführt werden, um die Oxidschicht zu erzeugen, und wiederum anschließend soll in bekannter Weise eine Nitrierbehandlung durchgeführt werden. Nicht angegeben ist die gleichzeitige Anwesenheit von Wasser stoff oder wasserstoffhaltigen Gasen.From the abstract of JP 060 57 400 A it is also known under Avoiding prior degreasing the uniformity of the Nitriding of steel parts to increase by having the steel parts on Air is heated to temperatures of at least 200 ° C to reach the steel share to form an oxide layer. Then either the residual air removed and supplied with a nitrogenous gas, or the Steel parts are said to be in an inert gas atmosphere at temperatures of be heated to at least 200 ° C, and then again Air is supplied to create the oxide layer, and again a nitriding treatment is then to be carried out in a known manner become. The simultaneous presence of water is not specified gases or hydrogen-containing gases.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung zum Vorbehandeln von Werkstücken anzugeben, durch das für eine nachfolgende homogene und reproduzier bare Gasdiffusion störende oder schädliche Verunreinigungen, Einflüsse von mechanischen und/oder chemischen Herstellprozessen beseitigt werden, und zwar auch und insbesondere für Werkstücke aus Stahl mit schwer zugänglichen Flächen wie Hohlkörper mit Bohrungen einschließlich Düsenkörpern und Hülsen. Insbesondere sollen solche Werkstücke auch für die nachfolgende thermochemische Behandlung aktiviert werden. The invention is therefore based on the object of a method of The type described at the beginning for pretreating workpieces specify by the for a subsequent homogeneous and reproducible bare gas diffusion disturbing or harmful impurities, influences removed from mechanical and / or chemical manufacturing processes are, and in particular for workpieces made of steel with difficult to access areas such as hollow bodies with holes Nozzle bodies and sleeves. In particular, such workpieces should also be activated for the subsequent thermochemical treatment.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß der Atmosphäre ein Gas aus der Gruppe Sauerstoff und Luft zugesetzt wird und daß die Vorbehand lung bei einem Druck zwischen 0,04 und 0,2 MPa erfolgt.The solution to the problem is the one specified at the beginning Method according to the invention in that a gas from the atmosphere oxygen and air are added to the group and that the pretreatment at a pressure between 0.04 and 0.2 MPa.

Durch die Erfindung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst, insbesondere wurde überraschend festgestellt, daß gerade die Gegenwart von Sauerstoff zu positiveren Ergebnissen führt, nämlich:
The object is achieved in full by the invention, in particular it was surprisingly found that the presence of oxygen leads to more positive results, namely:

1. Treatment of complicated workpiece geometries,
2. of narrow and long bores, especially of deep blind holes,
3. with better activation for the subsequent processes,
4. with more homogeneous mass transfer in the subsequent process,
5. with greater reproducibility and process reliability,
6. with better cleaning effect,
7. with reduction of surface oxides,
8. with simultaneous combustion of organic residues,
9. with a "healing effect" by reduction too strongly activated workpieces in the sense of a weak passivation due to slight oxidation,
10. with the reduction of internal stresses and structural Influences caused by previous Manufacturing measures (machining, forming) were caused
11. with more even hardness gradients from the surface inside the workpieces (see the diagrams),
12. with a stabilization of the surface properties against subsequent air influences.

Dabei führt die gleichzeitige Anwesenheit von reduzierendem Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gasen und oxidierenden Gasen wie Sauerstoff oder Luft, die dem Ofenraum getrennt zugeführt werden, keineswegs zu einer Explosion, da dies durch die Ofentemperatur verhindert wird. Die Beherrschung solcher Gasgemische mit Sauerstoff und Wasserstoff ist von anderen Verfahren her bekannt.This leads to the simultaneous presence of reducing hydrogen or hydrogen-containing gases and oxidizing gases such as oxygen or air that is fed separately to the furnace chamber is by no means blocked an explosion, as this is prevented by the furnace temperature. The Mastery of such gas mixtures with oxygen and hydrogen is known from other processes.

Es ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln, oder in Kombination -:
In the course of further refinements of the method according to the invention, it is particularly advantageous if - either individually or in combination:

- pretreatment in a mixture of hydrogen or water gases and 1 to 50% by volume oxygen carried out becomes,
- pretreatment in a mixture of natural gas and air with a Volume ratio of (3 to 1): 1 is carried out,
- pretreatment in a mixture of natural gas and air with a Volume ratio of (2.2 to 1.8): 1 is carried out,
- The duration of the pretreatment at temperatures of at least 800 ° C is between 1 and 60 minutes, especially if the Pretreatment time is between 8 and 12 minutes.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung des Verfahrens auf die Vorbe handlung formkomplizierter Werkstücke mit Innenflächen aus der Gruppe Hinterschneidungen, Bohrungen und Sackbohrungen.It is particularly advantageous to apply the method to the preparation action of complex workpieces with inner surfaces from the group Undercuts, holes and blind holes.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und seine Wirkungsweise werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.An embodiment of the subject matter of the invention and its mode of operation are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein hülsenförmiges Werkstück, Fig. 1 is an axial section through a sleeve-shaped workpiece,

Fig. 2 ein Diagramm der Härteverläufe von der Werkstückoberfläche in die Tiefe des Werkstücks an verschiedenen Meßpunkten ohne erfindungsgemäße Vorbehandlung und Fig. 2 is a graph of the hardness profiles of the workpiece surface in the depth of the workpiece at various points without pretreatment according to the invention and

Fig. 3 ein Diagramm der Härteverläufe von der Werkstückoberfläche in die Tiefe des Werkstücks an verschiedenen Meßpunkten nach erfindungsgemäßer Vorbehandlung. Fig. 3 is a graph of the hardness profiles of the workpiece surface to the depth of the workpiece at various points of measurement according to the invention pre-treatment.

In Fig. 1 ist ein hülsenförmiges Werkstück 1 mit einer Achse A-A und zylindrischen Außenflächen 2 und 3 dargestellt, zwischen denen sich eine Kreisringfläche 4 befindet. Das Werkstück 1 besitzt eine konzentrische Stufenbohrung 5 mit drei zylindrischen Innenflächen 5a, 5b und 5c, zwischen denen Kreisringflächen 5d und 5e angeordnet sind. Die Außen fläche 3 begrenzt einen Fortsatz 3a mit einer kreisringförmigen Stirnfläche 3b.In Fig. 1, a sleeve-shaped workpiece 1 is shown having an axis AA, and outer cylindrical surfaces 2 and 3, between which an annular surface 4 is located. The workpiece 1 has a concentric stepped bore 5 with three cylindrical inner surfaces 5 a, 5 b and 5 c, between which annular surfaces 5 d and 5 e are arranged. The outer surface 3 delimits an extension 3 a with an annular end face 3 b.

Die Zylinderflächen 5b und 5c, die Kreisringfläche 5e und die Stirnfläche 3b sollen durch eines der nachstehenden Verfahren in gasförmigen Atmosphären bei hohen Temperaturen nachbehandelt werden, um die Härte gegen Verschleiß zu erhöhen. Diese Flächen sind durch dicke Linien hervorgehoben. Besonders problematisch ist hierbei die Vor- und Nach behandlung der Innenfläche 5c, die einen engen Kanal bildet. Als Nach behandlungsverfahren sind möglich: Das Vakuumaufkohlen, das Schutz gasaufkohlen, das Salzbadnitrieren, das Gas- oder Plasmanitrieren und das Carbonitrieren.The cylinder surfaces 5 b and 5 c, the annular surface 5 e and the end surface 3 b are to be post-treated in one of the following processes in gaseous atmospheres at high temperatures in order to increase the hardness against wear. These areas are highlighted by thick lines. The pre- and post-treatment of the inner surface 5 c, which forms a narrow channel, is particularly problematic. The following treatment methods are possible: vacuum carburizing, gas carburizing protection, salt bath nitriding, gas or plasma nitriding and carbonitriding.

Die übrigen Flächen, also die zylindrischen Außenflächen 2 und 3 und die Innenfläche 5a sollen nicht behandelt werden, weil beispielsweise auf der Außenfläche 3 und/oder in der Innenfläche 5a nachträglich Gewinde hergestellt werden sollen. Diese Flächen und auch die Kreisringflächen 4 und 6 sowie die Außenfläche 2 können zu diesem Zweck durch Formkörper abgedeckt werden, was jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung ist. The remaining surfaces, that is to say the cylindrical outer surfaces 2 and 3 and the inner surface 5 a, should not be treated because, for example, threads are to be subsequently produced on the outer surface 3 and / or in the inner surface 5 a. These surfaces and also the circular ring surfaces 4 and 6 and the outer surface 2 can be covered for this purpose by moldings, which is not the subject of this invention.

In den Fig. 2 und 3 sind auf den Abszissen die Eindringtiefen von Nachbehandlungen durch Aufkohlen in mm angegeben und auf den Ordinaten die Vickers-Härten in [HV0,5]. Aus der Gegenüberstellung dieser Figuren ergibt sich, daß bei einer nicht erfindungsmäßen Vorbehandlung die späteren Härtewerte in den Bohrungen (Flächen 5b und 5c) durch Aufkohlen, Abschrecken und Anlassen, insbesondere an den Oberflächen, beträchtlichen Streuungen unterliegen (Fig. 2) und daß bei einer erfindungsgemäßen Vorbehandlung diese Härtewerte innerhalb enger Grenzen liegen und daß die Härtewerte an den einzelnen Meßpunk ten nahezu identisch sind und innerhalb vorgegebener Bereiche liegen (Fig. 3).In FIGS. 2 and 3, the depth of penetration of post-treatments are given by carburizing in mm on the abscissa and on the ordinate the Vickers hardness in [HV0.5]. From the comparison of these figures it follows that the subsequent hardness values in the bores (surfaces 5 b and 5 c) due to carburizing, quenching and tempering, particularly on the surfaces, are subject to considerable scatter ( Fig. 2) and that in a pretreatment not according to the invention in a pretreatment according to the invention, these hardness values are within narrow limits and that the hardness values at the individual measuring points are almost identical and are within predetermined ranges ( FIG. 3).

example

Bei Werkstücken aus einem nickelhaltigen Einsatzstahl nach Fig. 1 betrug das Durchmesser/Längenverhältnis der Bohrung 5, bezogen auf den engsten Abschnitt (Fläche 5c), etwa 1 : 40, wobei für eine nachfolgende Aufkohlung eine Einsatzhärtetiefe von 0,4 ± 0,2 mm einzuhalten war. Die Werkstücke stammten aus einer Fertigung mit einer mechanischen und chemischen Behandlung, z. B. durch elektrochemisches Entgraten, und waren dadurch an ihren Oberflächen entsprechend durch Schmutzpartikel, organische Substanzen und Oxide verunreinigt. . In the case of workpieces made of a nickel-containing hardening steel of Figure 1, the diameter / length ratio was of the bore 5, based on the narrowest portion (surface 5 c), about 1: 40, wherein for a subsequent carburizing a case depth of 0.4 ± 0.2 mm had to be observed. The workpieces came from a production with a mechanical and chemical treatment, e.g. B. by electrochemical deburring, and were accordingly contaminated on their surfaces by dirt particles, organic substances and oxides.

Die Werkstücke wurden zur Vorbehandlung in einem Schutzgas-Durchlauf ofen, wie er z. B. zum Hartlöten verwendet wird, auf einem Transportband abgelegt und auf eine Temperatur von mehr als 800°C ggf. bis auf 1000°C aufgeheizt. Die Bandgeschwindigkeit wurde dabei so eingestellt, daß die Verweilzeit bei dieser Temperatur ca. 10 Minuten betrug. Die Ofenatmosphäre bestand dabei aus einem Gemisch aus Erdgas und Luft im Verhältnis 2 : 1 bei Atmosphärendruck. Anschließend wurden die Werk stücke in dieser Atmosphäre auf einer Auslaufstrecke auf Raumtemperatur abgekühlt. Messungen zeigten überraschen, daß auch ein Kontakt mit Luft nicht wieder zu unkontrollierten Oberflächenveränderungen führte. Anschließend wurden die Werkstücke im Vakuum aufgekohlt, nachfolgend abgeschreckt und angelassen. Die Meßergebnisse sind Fig. 3 zu entneh men. The workpieces were pretreated in a protective gas flow, as z. B. is used for brazing, placed on a conveyor belt and heated to a temperature of more than 800 ° C if necessary up to 1000 ° C. The belt speed was adjusted so that the residence time at this temperature was about 10 minutes. The furnace atmosphere consisted of a mixture of natural gas and air in a ratio of 2: 1 at atmospheric pressure. The workpieces were then cooled to room temperature in this atmosphere on an outlet section. Surprisingly, measurements showed that even contact with air did not lead to uncontrolled surface changes. The workpieces were then carburized in a vacuum, then quenched and tempered. The measurement results are shown in FIG. 3.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Werkstück
workpiece

22

Außenfläche
outer surface

33

Außenfläche
outer surface

33

a Fortsatz
a process

33

b Stirnfläche
b face

44

Kreisringfläche
Annular surface

55

Stufenbohrung
stepped bore

55

a Innenfläche
a inner surface

55

b Innenfläche
b inner surface

55

c Innenfläche
c inner surface

55

d Kreisringfläche
d circular surface

55

e Kreisringfläche
e circular surface

66

Kreisringfläche
A-A Achse
Annular surface
AA axis

Claims

1. Process for the thermochemical pretreatment of metallic workpieces ( 1 ), in particular case-hardening steels, for a subsequent carbochemical treatment from the group carburizing, nitriding, nitro-carburizing, boronizing, the pretreatment of the workpieces ( 1 ) in an atmosphere containing hydrogen or hydrogen-containing gases at temperatures of at least 800 ° C, characterized in that a gas from the group of oxygen and air is added to the atmosphere and that the pretreatment is carried out at a pressure between 0.04 and 0.2 MPa.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Pretreatment in a mixture of hydrogen or water gases and 1 to 50% by volume oxygen is carried out.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Pretreatment in a mixture of natural gas and air with a Volume ratio of (3 to 1): 1 is carried out.

4. The method according to claim 3, characterized in that the Pretreatment in a mixture of natural gas and air with a Volume ratio of (2.2 to 1.8): 1 is carried out.

5. The method according to claim 1, characterized in that the duration pretreatment at temperatures of at least 800 ° C is between 1 and 60 minutes.

6. The method according to claim 5, characterized in that the duration the pretreatment is between 8 and 12 minutes.

7. Application of the method according to at least one of claims 1 to 6 to the pretreatment of complicated workpieces ( 1 ) with inner surfaces ( 5 a, 5 b, 5 c) from the group of undercuts, bores and blind bores.