DE1521269B2

DE1521269B2 - Verfahren zur Schutzschichtbildung auf Metallgegenständen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis

Info

Publication number: DE1521269B2
Application number: DE1521269A
Authority: DE
Inventors: John William Grenier; Moses Aaron Levinstein
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1964-11-12
Filing date: 1965-11-12
Publication date: 1976-01-02
Also published as: GB1100176A; US3415672A; DE1521269A1; BE672291A

Description

Aceton gespült. Nach der Anbringung der Proben in der Retorte mit der Einsatzmasse wurde die Retorte verschlossen, leergepumpt und wieder mit Argon gefüllt. Die Retorte wurde in einen Ofen eingesetzt, bei dem die Innentemperatur der Retorte eine Temperatur von 1080⁰C erreichen konnte, auf der sie 1 Stunde lang gehalten wurde. Sodann wurde die Retorte schnell auf etwa 76O⁰C in etwa 10 Minuten abgekühlt. Sodann wurde die Retorte geöffnet, und die Proben wurden herausgenommen. Die Oberfläche der Proben war gleichmäßig behandelt, mit einer Dickenänderung von nicht mehr als 0,0012 cm auf jeder Seite.

Der hohe Grad der Steuerung der Dicke der behandelten Oberfläche wird durch die vorliegende Erfindung infolge der gemeinsamen Aufdampfung von Titan und Aluminium aus einer Titan-Aluminium-Zweistoff legierung, die mehr als 15% und weniger als 50% Aluminium, Rest Titan enthält, in einer nichtoxydierenden Atmosphäre erzielt. In der nachstehenden Tabelle I sind die unter Verwendung der Zweistofflegierung bei der gemeinsamen Aufdampfung auf eine Nickel-Superlegierung mit einer nominellen Zusammensetzung, in Gewichtsprozent, von 19% Chrom, 11% Kobalt, 10% Molybdän, 3% Titan, 1,5% Aluminium, 3% Eisen, Rest Nickel, erzielten Oberfiächenzustände der behandelten Fläche miteinander verglichen.

Tabelle I

Vergleich des Oberflächenzustandes

Zweistofflegierung
Al Ti
Gewichtsprozent

Bemerkungen

A	10	90
B	15	85
C	30	70
D	35	65
E	50	50

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde mit Abweichungen in der Zusammensetzung der dem Einsatz zugefügten Zweistofflegierung wiederholt. Die Ergebnisse hinsichtlich der Gewichtsveränderung und der Dickenveränderung sind in Tabelle II dargestellt.

Tabelle II

Zweistofflegierung
ίο Al Ti

Gewichtsprozent

sehr langsame Abscheidung
schlechte Wiederholbarkeit

gleichmäßige Bedeckung,
guteAblagerungsgeschwindigkeit, leichte Steuerbarkeit

große Abweichungen in der Dicke, zu dick, Aluminiumüberschuß

Die Zweistofflegierungen gemäß Tabelle I wurden bei dem in Beispiel I beschriebenen Einsatzverfahren über einer Temperatur von etwa 1080° C während etwa 1 Stunde in einer Argonatmosphäre verwendet.

Die Verwendung der Zweistofflegierungen A, B und E der Tabelle I ergab unbefriedigende Oberflächenbedingungen wegen der schlechten Wiederholbarkeit oder sehr langsamen Abscheidung (Legierungen A und B) oder wegen einer zu großen Dickenabweichung, eines zu dicken Überzugs und eines Aluminiumüberschusses in dem Überzug (Legierung E). Andererseits ergab die Verwendung der Legierungen C und D innerhalb des bevorzugten Bereichs von etwa 30 bis 35 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Titan, eine gleichmäßige, leicht steuerbare Oberflächenbehandlung mit einer Gesamtdickenveränderung von nicht mehr als etwa 0,0025 cm. Ferner hatten die Legierungen C und D bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Fähigkeit, durch schmale innere Durchgänge und öffnungen in Gegenständen hindurchzudringen und diese zu überziehen.

Behänd- Gewichts- Dickenlungszeit veränderung änderung

Stunden mg/cm²

mm/Seile

35	65	1	2,2	0,005
35	65	1	2,0	0,01
35	65	1	1,8	0,0025
35	65	1	2,0	0,0075
35	65	4	5,4	0,0125
35	65	4	5,1	0,0125
35	65	4	5,4	0,0125
35	65	4	5,1	0,0125
90	10	1	17,1	0,05
90	10	1	19,7	0,0325
90	10	1	14,3	0,0525

Es sei bemerkt, daß die Zweistofflegierungsform von 35 Gewichtsprozent Aluminium — 65 Gewichtsprozent Titan eine sehr gleichmäßige Abscheidungsgeschwindigkeit und eine Dickenänderung pro Seite von weniger als 0,0012 cm ergab. Dies traf selbst nach vierstündiger Behandlung zu. Andererseits ergab die Legierung mit 90% Aluminium und 10% Titan eine bedeutend größere Gewichtszunahme während des Verfahrens sowie eine bedeutend größere und unerwünschte Veränderung in den Abmessungen.

Anschließend wurden Proben mit Löchern mit Durchmessern von 0,125, 0,25 und 0,375 mm aus demselben Stoff bearbeitet, wie in Beispiel 1. Nicht nur die Außenfläche der Proben war gleichmäßig beschichtet, sondern auch die Innenwände der Durchgänge waren gleichmäßig beschichtet, ohne die Löcher zu verstopfen.

Beispiel2

Proben in Form eines aerodynamischen Profils zur Nachahmung eines Flügelteils eines Schaufelrades, beispielsweise des Schaufelrades eines Axialkompressors, wurden aus 0,125 cm dicken Blechen aus der oben beschriebenen Nickel-Superlegierung hergestellt.

Die Proben wurden durch Dampfstrahlgebläse mit Aluminiumoxyd in einer Teilchengröße von 0,0635 mm gereinigt und mit Aceton gespült. Es wurde die Zweistofflegierung gemäß Beispiel 1 in Pulverform, also mit 35% Aluminium und 65% Titan, in der Einsatzmischung verwendet, die die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent aufwies:

60% Aluminiumoxyd,
38 % Titan-Aluminium-Zweistofflegierung,
2% wasserfreies NaF-Aktivierungsmittel.

Bevor die Proben in die Retorte mit der pulverförmigen Einsatzmischung wie in Beispiel 1 gebracht wurden, wurde eine Sperrschicht aus einer Aluminiumoxydaufschlemmung auf die Oberfläche der Probe gebracht, um das Anhaften der Einsatzmischung an der Oberfläche einer derartigen Legierung zu verhindern. Die Al₂O₃-Sperrschicht wurde durch Eintauchen

der Proben in eine Aufschlemmung aufgebracht, die die folgende Zusammensetzung hatte:

70 g Methylzellulose,
805 g Aluminiumoxyd mit einer Korngröße von

0,17 mm,
670 g Aqua destillata.

Nach Eintauchen der Proben in die Aufschlemmung wurden sie in einen Ofen gebracht und 2 Stunden lang bei 130° C gebrannt.

Nach dieser Vorbehandlung wurden die Proben in der Retorte mit der Einsatzmischung angeordnet, und die Retorte wurde geschlossen, leergepumpt und mit Argon wieder gefüllt. Die Retorte wurde in einem Ofen bei einer Temperatur von 1175°C bei einem Retortendruck von 2,5 bis 5 g/cm² Argon angeordnet. Die Ofentemperatur wurde so eingestellt, daß die Temperatur im Inneren der Retorte 1065°C betrug, auf der sie 3 Stunden lang gehalten wurde. Sodann wurde die Retorte in etwa 10'Minuten auf 760° C abgekühlt, wonach die Proben aus der Retorte herausgenommen wurden. Weil das Methylzellulose-Bindemittel und Wasser aus der die Proben umgebenden Aluminiumoxyddecke herausgebrannt waren, konnte das Aluminiumoxyd leicht von der Oberfläche der Probe abgebürstet werden.

Beispiel 3

Binäre Zusammensetzungen, die Ti Al und Ti Al₃ entsprachen und zwei eutektische Legierungen von Titan und Aluminium darstellten, wurden ausgewählt und dadurch hergestellt, daß sie zunächst zu Spänen zerkleinert und dann in einer Kugelmühle zu einer Teilchengröße von etwa 0,25 mm zermahlen wurden, um in die pulverförmige Einsatzmischung gemäß Beispiel 1 aufgenommen zu werden. Die Zusammensetzungen dieser beiden Zweistofflegierungen betrug in Gewichtsprozent 35 Al — 65 Ti und 63 Al — 37 Ti. Jede dieser Legierungen wurde in Gegenwart der Aktivierungsmittel NaF, NaCl und NH₄Cl aufgebracht. Eine Nickellegierung mit einer nominellen Zusammensetzung, in Gewichtsanteilen, von 19% Chrom, 19% Kobalt, 4% Molybdän, 3,5% Titan, 2,9% Aluminium, 0,1% Kohlenstoff, bis zu 4% Eisen, Rest Nickel, wurde als Probenstoff in diesem Beispiel verwendet. Gegossene Probenstreifen mit den ungefähren Abmessungen 1,75 X 9,5 χ 50 mm wurden flach poliert und gewaschen und getrocknet wie in Beispiel 1, bevor sie in dem Einsatz angebracht wurden. Vor und nach der Behandlung wurden die Dicke und das Gewicht der Proben gemessen, um die Bestimmung der Gewkhtszunahme des diffundierten Stoffes zu gestatten. Die Proben wurden einer Behandlung wie in Beispiel 2 unter Verwendung einer Aluminiumoxyd-Sperrschicht zwischen den Proben und der Einsatzmischung unterworfen.

Tabelle III

Legierung	Gewichtszunahme (mg/cm	NaF	²)	NH₁Cl
	Aktivierungsmittel	2,0		3,5
	NaCl	2,1	5,6
35 Al — 65 Ti	1,1	2,7	3,9
	0,4	2,6	4,0
	0,7	6,0	7,3
	0,5	5,4	7,7
63 Al — 37 Ti	0,1	4,4	- 8,1
	0,2	7,1	9,3
	0,3
	0,1

Die obige Tabelle 3 zeigt, daß bei der Verwendung von NaF als Aktivierungsmittel die Menge des aufgebrachten Überzugs mit dem Aluminiumgehalt der Titan-Aluminiumlegierung, jedoch nicht verhältnisgleich zu diesem, zunimmt. Für NaCl sind die Angaben zerstreut, wodurch angezeigt wird, daß entweder die Bildung des Metallchloridgases oder die Zersetzungsenergie des Chlorids der begrenzende Faktor sein können. Jedoch zeigen die Angaben für NH₄Cl als Aktivierungsmittel, daß der kritische Faktor das Maß der Bildung des Metallhalogenide ist.

Die sechs Kombinationen von Metallegierungen und Aktivierungsmitteln wurden einem zyklischen Oxydationsversuch für eine Zeitdauer von 150 Stunden bei 980° C in einem Flammtunnel unterworfen, bei dem alle 30 Minuten ein einminütiges Abkühlen und Erhitzen zwischen 980 und 540° C stattfand. In der nachstehenden Tabelle IV ist die Oxydationsbeständigkeit der sechs Kombinationen nach diesen Versuchen verglichen.

Tabelle IV

Dicke und	Oxydationsbeständigkeit	mm	NaF	Oxydationsbeständigkeit	NH₁Cl	Oxydations
NaCl			Dicke		Dicke	beständigkeit
Dicke	Oxydations
	beständigkeit	Zunahme, mm		Zunahme, mm
Zunahme,

0,0175

35 Al — 65 Ti

63 Al — 37 Ti

keine 0,025 ausgezeichnet 0,055 gut

keine 0,0325 etwas angegriffen 0,06 gut

Die Tabellen III und IV zeigen, daß die Zweistoff- 65 ausgezeichneter Oxydationsbeständigkeit und guter

legierung, die aus 35% Aluminium und 65% Titan Oberflächenbehandlungsdicke hervorruft. Es sei jedoch

besteht, insbesondere unter Verwendung von NaF darauf hingewiesen, daß bei einer Verwendung von

als Aktivierungsmittel, gleichmäßige Überzüge von NaCl als Aktivierungsmittel keine zufriedenstellenden

Überzüge mit angemessener Oxydationsbeständigkeit erhalten werden.

Überzüge, die mit der Zweistofflegierung, die aus 63% Aluminium und 37% Titan besteht, hergestellt wurden, waren rauh, unregelmäßig und zeigten übermäßige Diffusionseigenschaften bei den Oxydationsversuchen. Andererseits ergab die Zweistofflegierung, die aus 35 % Aluminium und 65 % Titan bestand, bei den Oxydationsversuchen weniger als 0,01 mm sekundärer Diffusion. Dies ist deutlicher in der nachfolgenden Tabelle V dargestellt. Die Zweistofflegierung, die aus 35 % Aluminium und 65 % Titan bestand, wurde weiter hinsichtlich der Oxydationsbeständigkeit unter Verwendung von NaF als Aktivierungsmittel erforscht. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der nachstehenden Tabelle V verzeichnet.

Tabelle V

Zyklische Oxydationsbeständigkeit von 35 Al — 65 Ti mit NaF als Aktivierungsmittel

150 Stunden zyklische Erwärmung auf 98O⁰C

Tabelle VI

Wiederholbarkeit von 35 Al — 65 Ti mit NaF als Aktivierungsmittel

Gewichts- Dickenänderung

zunähme Überzug

(mg/cm^s) Probe (mm)

c Probe
Nr.

2,7
2,3
2,2
2,2
2,1
2,0
2,1
2,0

keine
keine
keine
keine
keine
keine
keine
keine

0,02—0,025

0,0175—0,02

0,02—0,0225

0,02—0,025

0,0175—0,02

0,015—0,02

Robe Nr.	Gewichtszunahme	Dickenzunahme der Probe	Sekun däre Diffusion
	mg/cm²	mm/Seite	mm/Seite
1 4 5 8	0,27 0,33 0,18 0,41	0,0125 0,0075 0 0	0,005 - 0,01 0,005 0,0025

Nach den erfolgreichen Versuchen dieser Reihe war die Oberfläche in ausgezeichnetem Zustand und das Grundmetall gut geschützt. Das Oxydationsverhalten dieser Zweistofflegierung war besonders zufriedenstellend. In Tabelle V sind die geringen Gewichtszunahmen, die geringen Abmessungsänderungen und der sehr geringe Grad sekundärer Diffusion verzeichnet. Selbst wenn die Oxydationsbeständigkeit durch das Vorhandensein eines dickeren behandelten Teils verstärkt zu werden pflegt, ergab der Überzug bei einer Behandlungsdicke von 0,02 mm wie sie im einzelnen in der untenstehenden Tabelle VI verzeichnet ist, einen guten Schutz für mindestens 150 Stunden bei 98O⁰C. Die geringe sekundäre Diffusion ist sehr wichtig, weil sie zeigt, daß das Vorhandensein von Titan zusammen mit Aluminium ausreicht, um die Diffusion von Aluminium zu hemmen. Diese Ergebnisse waren überraschend und konnten nicht vorausgesagt werden, weil man bisher der Annahme war, daß die Aufgabe des Titans in einem Titan-Aluminiumsystem darin bestand, eine Sperrschicht für die Diffusion des Aluminiums in das Grundmetall zu bilden. Diese Angaben zeigen, daß lediglich das Vorhandensein von Titanium in den genauen Anteilsverhältnissen ausreicht.

Es wurden Versuchsreihen hinsichtlich der Wiederholbarkeit mit den oben beschriebenen gegossenen Proben von gleicher Länge, Breite und Dicke durchgeführt, die innerhalb von 0,012 mm flach und parallel poliert wurden. Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind in der nachstehenden Tabelle VI verzeichnet.

Der Oberflächenzustand der behandelten Proben gemäß Beispiel 2 vor der oben beschriebenen zyklischen Oxydationsbehandlung ist in der photomikrographischen Ansicht in einer 250fachen Vergrößerung dargestellt. F i g. 2 zeigt den ausgezeichneten Zustand derselben Probe nach hundertstündigem zyklischen Oxydationsversuch und F i g. 3 zeigt den interkristallinen Angriff der Oxydation und den verschlechterten Legierungszustand der Oberfläche einer unbehandelten Probe nach 100 Stunden desselben Oxydationsversuches. Diese Proben wurden mit 3°/_oigem H₂O₂ geätzt.

B e i s ρ i el 4

Knopfförmige Proben mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Dicke von 6,25 mm wurden aus einer Kobaltlegierung hergestellt, die eine nominelle Zusammensetzung, in Gewichtsteilen, von 0,5 % Kohlenstoff, 25% Chrom, 10% Nickel, 8% Wolfram, Rest Kobalt aufwies, und vorbereitet wie in Beispiel 1 und in einer Retorte mit einer pulverförmigen Einsatzmischung angeordnet, die die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent aufwies:

59,8 % Aluminiumoxyd,
40 % 35 Al-65 Ti-Zweistofflegierung, 0,2% NH₄Cl.
45

Es wurde ebenso verfahren wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Temperatur in der Retorte 3 Stunden lang auf 1065⁰C gehalten wurde. Bei Herausnahme und anschließender Prüfung der Kobaltlegierungsproben wurde festgestellt, daß sie dieselbe Oberflächengleichmäßigkeit und Oxydationsbeständigkeit haben, wie bei den obigen Beispielen.

Beispiel 5

Proben mit einem Durchmesser von 3,1 mm und einer Länge von 25 mm aus einer Eisenlegierung mit einer nominellen Zusammensetzung, in Gewichtsanteilen, von 0,8% Kohlenstoff, 4,1% Chrom, 1,1% Vanadium, 4,25 % Molybdän, Rest Eisen, wurden vorbereitet wie in Beispiel 1 und in einer Retorte mit einer pulverförmigen Einsatzmischung angeordnet, die die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent enthielt:

58 % Aluminiumoxyd,

% y,

40% 35 Al-65 Ti-Zweistofflegierung, 2% NaF.

509 581/144

9 10

Es wurde ebenso verfahren wie in Beispiel 1, mit Gegenständen von Nutzen sein, die aus Stoffen auf

der Abweichung, daß die Temperatur in der Retorte der Grundlage anderer Elemente bestehen, beispiels-

V₂ Stunde lang auf 950° C gehalten wurde. Bei Her- weise auf der Grundlage der feuerfesten Metalle

ausnähme und anschließender Prüfung der Eisen- Chrom, Molybdän, Niob usw. Dies kann dadurch

legierungsprobe wurde festgestellt, daß sie eine aus- 5 erreicht werden, daß man zunächst eine Fläche aus

gezeichnete Oberflächenbehandlung erhalten hat und Eisen, Nickel oder Kobalt oder aus Legierungen

dieselbe Dicke und Oberflächengleichmäßigkeit auf- dieser Stoffe auf dem Gegenstand bildet und dann

weist, wie in den obigen Beispielen angedeutet. auf dieser Fläche eine Zweistofflegierung aus Titan

Während der Auswertung des erfindungsgemäßen und Aluminium aufdampft.

Verfahrens wurde festgestellt, daß die Teilchengröße io

der pulverf örmigen Stoffe, die entweder in dem Einsatz Beispiel 6
oder in dem Tauchüberzug zur Herstellung einer

Aluminiumoxyd-Sperrschicht verwendet werden, nicht Eine Probe in Form eines Turbinenflügels, der aus kritisch ist und daß die Teilchengröße zwischen etwa einer Chromlegierung mit einer nominellen Zusammen-0,125 mm schwanken kann, ohne daß ein bemerkens- 15 Setzung, in Gewichtsanteilen, von 7,5 % Wolfram, werter Unterschied in der Wirkung festgestellt werden 0,2% Titan, 0,8% Zirkonium, 0,1% Kohlenstoff, könnte. Es wurde gefunden, daß die neutrale Sperr- 0,3 % Yttrium, Rest Chrom, hergestellt wurde, wurde schicht, beispielsweise aus Aluminiumoxyd, während dadurch gereinigt, daß sie zunächst einem Reinigungsdes Verfahrens von Nutzen dafür ist, das Maß der Vorgang mit Ultraschallwellen ausgesetzt wurde und Diffusion zu steuern und damit die"Dicke des Überzugs ao sodann in NaOH elektropoliert wurde, wonach sie zu steuern. Ein mit der Form eines Gegenstandes in eine HCl-Lösung getaucht wurde. Die Probe wurde übereinstimmender Schirm oder verschiedene andere zunächst in einer Woodslösung einer Nickelabschei-Mittel können für denselben Zweck verwendet werden. dungsbehandlung unterworfen und dann in einem Es wurde festgestellt, daß diese Sperrschicht besonders Sulfamatbad mit etwa 0,125 A/cm² \^x(_z Stunden lang nützlich in Verbindung mit bestimmten Nickellegie- 25 bei einer Temperatur von 60° C galvanisch vernickelt, rungen ist, beispielsweise für die in Beispiel 2 verwen- Nach dem Vernickeln wurde die Probe in der pulverdete Nickellegierung, wenn sie zusammen mit einem förmigen Einsatzmischung gemäß Beispiel 2 ange-NaF-Aktivierungsmittel verwendet wird, um jedes ordnet und in eine Retorte gebracht. Es wurde ebenso Anhaften des Einsatzmaterials an der Fläche des verfahren wie in Beispiel 1, mit der Abweichung, daß Gegenstandes zu verhindern. Eine derartige Sperr- 30 die Temperatur in der Retorte 1 Stunde lang auf schicht wurde im allgemeinen bei der Verwendung 950° C gehalten wurde. Bei Herausnahme wurde festvon NH₄Cl als Aktivierungsmittel für nicht notwendig gestellt, daß die Probe eine ausgezeichnete Oberbefunden, flächenbehandlung erhalten hat und dieselbe Ober-

Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich flächengleichmäßigkeit, das Fehlen einer nennens-

für den Schutz von Gegenständen, die aus Legierungen 35 werten Dickenänderung und ausgezeichnete Oxy-

auf der Grundlage von Eisen, Nickel oder Kobalt dationsbeständigkeit aufweist, wie in den obigen

bestehen. Sie kann jedoch auch für den Schutz von Beispielen angezeigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ist, daß die Metallgegenstände in eine Pulvermischung Patentansprüche: aus einer Titan-Aluminium-Zweistofflegierung mit 15 bis 50% Aluminium, bis 1% Kohlenstoff, Rest

1. Verfahren zur Schutzschichtbildung auf Metall- Titan, NaF, KF oder NH₄Cl als Aktivator und Al₂O₃ gegenständen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis 5 als inertes Verdünnungsmittel eingepackt werden.

in einer nichtoxydierenden Atmosphäre bei einer Die nach dem Verfahren der Erfindung auf einen

Temperatur von 950 bis 1175⁰C in Gegenwart Metallgegenstand auf Eisen-, Nickel-oder Kobaltbasis

einer Titan und Aluminium enthaltenden Legierung, aufgebrachte Schutzschicht schützt den Metallgegen-

dadurch gekennzeichnet, daß die stand wirksam vor Oxydation bei Erhitzung des Metallgegenstände in eine Pulvermischung aus io Metallgegenstandes in Luft auf eine Temperatur im

einer Titan-Aluminium-Zweistofflegierung mit 15 Bereich von 1000⁰C. Der nach dem Verfahren der

bis 50% Aluminium, bis 1% Kohlenstoff, Rest Erfindung behandelte Metallgegenstand weist im

Titan; NaF, KF oder NH₄CI als Aktivator und wesentlichen seine ursprünglichen Abmessungen auf,

Al₂O₃ als inertes Verdünnungsmittel eingepackt da die Schutzschicht durch Eindiffundieren der werden. 15 Zweistofflegierung in Gegenwart des Aktivators in die

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Metalloberfläche erzeugt wird. Beim Verfahren nach zeichnet, daß die Metalloberfläche mit einer der Erfindung wird auch die Oberfläche von schmalen pulverförmigen Mischung aus 50 bis 60% Alu- Bohrungen und Durchgängen mit der gewünschten miniumoxyd,-38 bis 40% Titan-Aluminium-Zwei- oxydationsfesten Schutzschicht versehen.

stoff legierung und 0,2 bis" 10% Aktivator in 20 Bei der Durchführung des Verfahrens nach der

Berührung gebracht wird. Erfindung bringt man zweckmäßigerweise die Metalloberfläche mit einer pulverförmigen Mischung aus 50 bis 60% Aluminiumoxyd, 38 bis 40% Titan-

Aluminium-Zweistofflegierung und 0,2 bis 10-% Akti-

35 vator in Berührung.

Die Erfindung wird nun näher an Hand von Zeich-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schutz- nungen erläutert, in denen zeigt

Schichtbildung auf Metallgegenständen auf Eisen-, F i g. 1 eine photomikrographische Ansicht, die

Nickel- oder Kobaltbasis in einer nichtoxydierenden eine nach dem Verfahren der Erfindung aufgebrachte

Atmosphäre bei einer Temperatur von 950 bis 1175° C 30 Schutzschicht vor Oxydationsbehandlung zeigt,

in Gegenwart einer Titan und Aluminium enthaltenden F i g. 2 eine photomikrographische Ansicht, die die

Legierung. in F i g. 1 dargestellte Schutzschicht nach der Oxy-

Aus der US-PS 28 87 420 ist ein Verfahren zur dationsbehandlung zeigt, und

Schutzschichtbildung auf Metallgegenständen bekannt, F i g. 3 eine photomikrographische Ansicht, die die

bei dem die Metallgegenstände in Berührung mit einer 35 Oberfläche eines unbehandelten Metallkörpers nach

pulverisierten Legierung aus über 15 % Titan, über 6 % der Oxydationsbehandlung zeigt.

Aluminium, Rest Nickel oder Eisen, in einer nicht- Aus den nachfolgenden Beispielen ergibt sich, daß

oxydierenden Atmosphäre auf eine Temperatur von die Zusammensetzung der beim Verfahren nach der

1000 bis 1190⁰C erhitzt werden. Erfindung eingesetzten Zweistofflegierung sowie die

Aus der US-PS 30 61 462 ist weiterhin bereits ein 40 Verwendung eines Aktivators in Form von NaF, KF

Verfahren zur Schutzschichtbildung auf Metallgegen- oder NH₄Cl kritisch und daher erfindungswesentlich ist.

ständen bekannt, bei dem der zu behandelnde Metall- . .

gegenstand zusammen mit einer Mischung aus einem Beispiel 1

Überzugsmetall, einem Halogenid des Überzugsmetalls Proben einer Nickel-Superlegierung mit einer nomi-

und einer als Reduktionsmittel wirkenden Metall- 45 nellen Zusammensetzung, in Gewichtsprozent, von

komponente erhitzt wird, wobei das Überzugsmetall 0,15 bis 0,20% Kohlenstoff, 8 bis 11% Chrom, 4,5 bis

unter Ausbildung einer Schutzschicht in die Oberfläche 5,0 % Titan, 5 bis 6 % Aluminium, 13 bis 17 % Kobalt,

des Metallgegenstandes eindiffundiert. 2 bis 4 % Molybdän, Rest Nickel wurden in Form von

Aus der US-PS 31 02 044 ist weiterhin bereits ein gegossenen flachen Proben und von Versuchsstäben Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf 50 des üblichen zylindrischen Typs 0,252 mit Gewindeeinen Metallgegenstand bekannt, bei dem auf den schäften für Zerreißversuche vorgesehen. Eine Zwei-Metallgegenstand eine Schicht aus einem geeigneten Stofflegierung aus 35 Gewichtsprozent Aluminium und Metallpulver aufgebracht und dann im Vakuum zur 65 Gewichtsprozent Titan wurde gegossen und in Bildung einer Schutzschicht aufgesintert wird. einem Brecher zerkleinert. Eine pulverförmige Einsatz-

Die bisher bekannten Verfahren zur Schutzschicht- 55 mischung wurde mit den folgenden Bestandteilen in

bildung auf Metallgegenständen liefern verhältnis- Gewichtsprozent hergestellt:

mäßig dicke Schutzschichten, die häufig eine ungleich- _{50 0/ Alurniniumoxydj}

maßige Djcke aufweisen sowie schmale Öffnungen oder _{40 0/}° Titan-Aluminium-Zweistofflegierung,

Durchgange des Metallgegenstandes entweder ver- _1QO/ Natriumfluorid-Aktivierungsmittel.
stopfen oder nur unzureichend schützen. 60

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Die Teilchengröße des Aluminiumoxyds betrug

Verfahren zu schaffen, mit dem auf Metallgegenständen —150 +200. Die Einsatzmasse wurde gründlich

auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis gleichmäßige mehrere Stunden lang in einer Mischvorrichtung

Schutzschichten zuverlässig aufgebracht werden kön- gemischt, bevor die Mischung in eine Retorte einge-

nen, ohne daß dabei die ursprünglichen Abmessungen 65 führt wurde, in der die Proben der Superlegierung

der Metallgegenstände wesentlich verändert werden. angeordnet wurden. Bevor die Proben in der Retorte

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der angeordnet wurden, wurden sie einem Dampfstrahleingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet gebläse ausgesetzt, mn Wasser gewaschen und mit