DE1069980B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 48 a 14/04

INTERNAT. KL. C 23 b

T 12750 VI/48a

ANMELUETAG: 16. O KTO BE R 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHHIFT: 26. NOVEMBER 1959

Wie bekannt, führt das Nitrieren von Eisenteilen zu einer beträchtlichen Erhöhung der Verschleißfestigkeit ihrer Oberfläche, die jedoch beim Nitrieren im Salzbad bei gußeisernen Gegenständen, beispielsweise Kolbenringen, von einem sehr unerwünschten Nachteil begleitet wird, der darin besteht, daß sich auf der nitrierten Oberfläche in der äußersten Zone eine dünne, unregelmäßig unterbrochene, aus harten, kleinen festhaftenden Körnern bestehende Schicht mit sehr schlechten Laufeigenschaften bildet, so daß diese erst entfernt werden muß, bis der wirkliche verschleißmindernde Effekt einer Nitrierschicht beobachtet werden kann. Zur Entfernung dieser äußersten, sehr störenden Zonen von Salzbad-Nitrierschichten bei Gußeisen ist bereits eine Reihe von Versuchen und Vorschlagen gemacht worden, die jedoch bisher immer nur zu gewissen Teilerfolgen geführt haben. Hiervon sei unter anderem zunächst nur ein mechanisches Entfernen solcher körniger Schichten genannt, das in Schleifen, Honen oder Polieren der nitrierten Oberflächen bestehen kann, oder beispielsweise auch bereits allein darin, daß längere Einlaufzeiten bei den aufeinander gleitenden Flächen einfach in Kauf genommen werden. Ein ganz anderes Verfahren zur Beseitigung der sehr unerwünschten äußersten körnigen Zonen von Salzbad-Nitrierschichten besteht beispielsweise auch darin, daß eine solche Zone bereits im Laufe der Salzbadbehandlung durch Einbau von Schwefel und seinen Verbindungen in eine andere Oberflächenschicht mit besseren Gleiteigenschaften umgewandelt wird. Es ist einleuchtend, daß die genannten mechanischen Mittel zur Beseitigung der äußersten Randzonen von Nitrierschichten, sei es durch Nachschleifen, Polieren, Honen oder verlängerte Einlaufzeiten nitrierter Teile in der Praxis nur selten Anklang finden, da die zum Nitrieren gelangenden Teile bereits in meist fertigbearbeitetem Zustande vorliegen und durch das Nitrieren keine maßlichen Änderungen mehr erfahren dürfen. Andererseits hat aber auch der Schwefeleinbau in die äußersten Nitrierschichten bisher noch zu keinen völlig befriedigenden Erfolgen führen können, da die Tiefenwirkung eines solchen Bades noch zu stark ist, wodurch auch die unter der äußersten Zone liegende hochwertige Nitrierschicht bereits in Mitleidenschaft gezogen wird, so daß von ihrer ursprünglichen Fähigkeit, verschleiß mindernd zu wirken, ein großer Teil wieder verlorengeht. Jedenfalls haben dies umfangreiche Laufversuche mit Kolbenringen in Verbrennungsmotoren sehr eindeutig gezeigt, nachdem die Kolbenringe bei diesen Versuchen in verschiedener Weise einer solchen Schmelzbehandlung unterworfen waren. Durch den bekannten Vorschlag, Stahlteile durch intermittierende Stromstöße in alkalischen oder neutralen Bädern zu behandeln, wie dies für Zwecke der Wasserstoffaus-Verfahren zur Verbesserung

der Gleiteigenschaften von im Salzbad

nitrierter gußeiserner Teile,

insbesondere Kolbenringen

Anmelder:

Alfred Teves
Maschinen- und Armaturenfabrik

Kommandit-Gesellschaft,
Frankfurt/M., Rebstöckerstr. 41-53

Dr. Wolfram Ruff, Frankfurt/M.,
und Heinz Boucher, Neu Isenburg,
sind als Erfinder genannt worden

treibung vorgenommen worden ist, kann aber die gestellte Aufgabe nicht gelöst werden. Aufgaben weiterer Forschungsarbeiten war es also, bei Salzbad-Nitrierschichten auf gußeisernen Gegenständen auch noch ein anderes Mittel zu finden, um diese harten, körnigen äußersten Randschichten mit weniger nachteiligen Folgen als bisher zu entfernen, was Gegenstand der im folgenden näher beschriebenen Erfindung ist.

Diese Erfindung beruht nun im wesentlichen darauf, daß festgestellt worden ist, daß die äußerste Zone einer Nitrierschicht, wenn auch nicht sogleich durch einfaches chemisches Beizen, so doch durch ein elektrolytisches Beizen sehr leicht zu entfernen ist. Im allgemeinen genügt hierfür bereits ein kurzfristiges Anlegen einer elektrischen Spannung von etwa 2 bis 6 Volt, das im vorliegenden Falle anodisch erfolgen soll, um durch die Anwesenheit von Anionen an dem zu behandelnden Stück die Verluste an gelöstem Stickstoff im Eisen so niedrig wie möglich zu halten. Diese Erkenntnisse wurden jedoch erst nach zahlreichen eingehenden Versuchen gemacht, bei denen man sich lange Zeit vergeblich bemüht hatte, schon durch einfachere chemische Lösungsmittel, als es ein elektrolytisches Beizen ist, die nachteiligen äußersten Zonen von Nitrierschichten wieder zu entfernen. Für eine solche elektrolytische Beize genügt beispielsweise an nitrierten gußeisernen Kolbenringen eine solche in 50° C warmer 15°/oiger Schwefelsäure mit einer Dauer von nur etwa 3 Minuten.

909 650/446

Ein weiteres Verfahren zur Entfernung der unerwünschten äußersten Zonen von Nitrierschichten besteht ferner darin, diese Schichten in Phosphatschichten umzuwandeln, wofür sich im vorliegenden Falle vor allem eine anodische Elektro-Kaltphosphatierung sehr gut bewährt hat. Die Anwendung dieses Verfahrens hat hierbei also den Vorteil, die äußerste Zone der Nitrierschichten nicht nur auf einfachem Wege zu beseitigen, sondern sie auch noch durch eine neue Schicht mit besonders hochgezüchteten Gleiteigenschaften zu ersetzen.

Wie für gußeiserne, im Salzbad nitrierte Kolbenringe gilt die obige Erfindung natürlich in übertragenem Sinne auch für andere, gleitender Reibung ausgesetzte Teile, die nicht nur ein perlitisches, sondern auch ein ferritisches oder bainitisches Gefüge haben können.

Claims (3)

Patentansprüche: 20

1. Verfahren zur Verbesserung der Gleiteigenschaften von im Salzbad nitrierter gußeiserner Teile mit einem Kohlenstoffgehalt über 1,7 °/o, insbesondere Kolbenringen, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Schicht der nitrierten Teile durch anodisches Beizen im sauren Medium entfernt wird.

2. A^erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das anodische Beizen eine etwa 5()%ige Schwefelsäurelösung bei 50° C verwendet wird.

3. Abänderung des Verfahrens zur Verbesserung der Gleiteigenschaften von im Salzbad nitrierter gußeiserner Teile mit einem Kohlenstoffgehalt über 1,7 °/o, insbesondere Kolbenringen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenteile einer an sich bekannten anodischen KaItphosphatierung unterworfen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 896 002;

Patentanmeldung S 158 648 VI/48a, referiert in »Auszüge deutscher Patentanmeldungen«, Vol. 19, S. 695, vom 4. 5. 1948;

Machu, »Die Phosphatierung«, 1950, S. 271 und 158.