DE1621208C3

DE1621208C3 - Verfahren zur Beschichtung von vorzugsweise metallischen Erzeugnissen mittels Diffusion

Info

Publication number: DE1621208C3
Application number: DE19671621208
Authority: DE
Inventors: Walentin A. Belyaew
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-03-23
Filing date: 1967-03-23
Publication date: 1975-07-10
Also published as: DE1621208B2; DE1621208A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von vorzugsweise metallischen Erzeugnissen mittels Diffusion, bei dem das zu beschichtende Erzeugnis in ein festes anreicherndes Medium eingesetzt und unter Vakuum erwärmt wird.

In der DT-AS 1 170 651 ist ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung dispersionsgehärteter Metallkörper, bestehend aus einer Grundlegierung mit einem Gehalt an sehr feinkörnigen, gleichmäßig in ihr verteilten nichtmetallischen Bestandteilen, wobei ein kleinerer Bestandteil der Grundlegierung aus einem ein stabiles Oxid bildenden Metall besteht, welches aber nur in metallischer Form im Endprodukt enthalten sein darf, beschrieben, das darin besteht, daß durch Erhitzen eines vom größeren Bestandteil der Grundlegierung und dem nichtmetallischen Bestandteile gebildeten homogenen Pulvergemisches in Gegenwart von Dampf des Oxid bildenden Metalls oder einer seiner sauerstofffreien Verbindungen und in Abwesenheit von Sauerstoff das Oxid bildende Element niedergeschlagen und veranlaßt wird, in den größeren Bestandteil der Grundlegierung zu diffundieren und sich mit diesem zu der gewünschten Grundlegierung zu legieren, und daß die Pulvermasse anschließend in üblicher Weise verfestigt wird. Bei diesem bekannten Verfahren werden aus einer innigen Mischung der pulverförmigen Bestandteile der Legierung Agglomerate gebildet, die aber porös sein sollen und, wenn diese Agglomerate zu groß sind, werden sie zu kleineren Agglomeraten zerstoßen.

Es wird darauf Wert gelegt, die Bildung von Oberflächenschichten, die reich an Grundlegierungsmetall bzw. dem aufgedampften Metall und frei oder im wesentlichen frei von den nichtmetallischen Bestandteilen der dispersen Phase sind, so gering wie möglich zu halten, wobei es sich hier um Oberflächenschichten auf den Agglomeraten oder den Pulverteilchen handelt. Das Produkt des bekannten Verfahrens ist somit nicht ein mit Metall z. B. mit Chrom beschichteter Metallkörper aus einem anderen Metall, z. B. aus Wolfram oder Molybdän, sondern ein dispersionsgehärteter Metallkörper, bei dem die Legierungsmetalle und die Oxid bildenden Metalle durch das Pulver hindurch und damit auch im fertigen Körper gleichmäßig verteilt sind.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von diesem bekannten Verfahren sowohl durch eine andere Aufgabenstellung als auch durch eine andere Lösung.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Beschichtung metallischer Erzeugnisse mit einer Schicht eines anderen Metalls mittels Diffusion. Nach diesem bekannten Verfahren werden die zu beschichtenden Erzeugnisse in einen Behälter eingebracht und mit PuI-

ao ver überschüttet, das das feste anreichernde Medium ist, wonach der Behälter in einen Vakuumvvärmeofen eingesetzt wird (s. G. I. Dubinin, »Inchromieren, von Legierungen«, 1964).

Mit diesem bekannten Verfahren ist es indessen nicht möglich, auf die Erzeugnisoberfläche eine glatte und gleichmäßig dicke Schicht aufzutragen. Darüber hinaus wird bei hohen Temperaturen das Pulver stark zusammengesintert und backt teilweise an die Erzeugnisse an, wodurch eine zusätzliche Nacharbeit und Zeit zur Reinigung des Erzeugnisses und zum Zermahlen des Pulvers zu dessen wiederholten Einsatz erforderlich ist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese obengenannten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das ein Auftragen einer glatten und gleichmäßig dicken Schicht auf die Erzeugnisoberfläche gewährleistet, das Anbacken von Pulver auf der Oberfläche der Erzeugnisse verhindert und ermöglicht, die Beschichtung auch eines Teils der Oberfläche vorzunehmen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Beschichtung von vorzugsweise metallischen Erzeugnissen mittels Diffusion gelöst, bei dem das zu beschichtende Erzeugnis in ein festes anreicherndes Medium eingesetzt und unter Vakuum erwärmt wird, wobei erfindungsgemäß aus einem festen anreichernden Medium eine Matrize hergestellt wird, in die vollständig oder teilweise die zu beschichtenden Er-Zeugnisse eingeführt werden, wonach die Matrize mit den Erzeugnissen unter Vakuum erwärmt wird.

Die aus dem festen Medium geformte Matrize kann, bevor in diese die Erzeugnisse eingeführt werden, einem Sintervorgang unterworfen werden.

Die Matrize mit den zu beschichtenden Erzeugnissen wird in einen Behälter und dann mit dem Behälter in einen Vakuumofen eingesetzt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit aus dem zu verdampfenden Stoff, der auf die Ober-So fläche der Erzeugnisse niederzuschlagen ist, eine kompakte Matrize hergestellt, in der Ausnehmungen vorhanden sind, die der Form des zu bedampfenden Körpers entsprechen. Die Oberfläche der Erzeugnisse kann entweder vollständig mit dem zusätzlichen Stoff beschichtet werden oder es wird nur der Teil der Erzeugnisse beschichtet, der sich innerhalb der Ausnehmungen in der Matrize befindet, so daß eine selektive Beschichtung der Körper möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht der Matrize,

F i g. 2 eine Gesamtansicht des Behälters mit der Matrize und den Erzeugnissen.

Das Verfahren wird wie folgt durchgeführt:

Aus Chrompulver mit einer Korngröße von 5 bis 10μ wird durch Pressen eine Matrize 1 ausgeformt, die eine Scheibenform mit den öffnungen 2 aufweist, deren Durchmesser annähernd den Durchmessern der zu beschichtenden Erzeugnisse entsprechen. Der Durchmesser der Scheiben beträgt 100 mm, die Stärke wird in Abhängigkeit von den Erzeugnisabmessungen gewählt, die öffnungen werden als Sackoder durchgehende Bohrungen ausgeführt in Abhängigkeit davon, ob die Oberfläche des zu beschichtenden Erzeugnisses teilweise oder vollständig beschichtet werden soll. Die ausgeformte Matrize wird unter ao Vakuum in einem Glühofen bei einer Temperatur von 1100 bis 1150° C für die Dauer einer Stunde gesintert. Danach ist die Matrize betriebsfertig und die Erzeugnisse werden in diese eingesetzt. Die Matrize mit den Erzeugnissen 3 wird in einen Behälter 4 und dann in einen Vakuumofen eingesetzt.

In einer Matrize von 100 mm Durchmesser können gelichzeitig 280 bis 320 Erzeugnisse mit 1 bis 2 mm Durchmesser angeordnet werden. Die Lebensdauer der Matrize beträgt mehr als 50 Arbeitsvorgänge. Der Vorgang der Beschichtung der Erzeugnisse mittels Diffusion wird unter Vakuum von 10~^s bis 5.10-* Torr (mm Hg) durchgeführt Die Dauer und die Temperatur des Prozesses wird in Abhängigkeit von der erforderlichen Stärke der Deckschicht auf der Oberfläche der Erzeugnisse, von der Tiefe der Diffusionsschicht und von der Reaktionsfähigkeit des Werkstoffes der Matrize ausgewählt. So beträgt die Dicke der Diffusionsschicht von Chrom auf Wolfram bei einer einstündigen Behandlung bei einer Temperatur von 1150° C von 12 bis 15 μπι, auf Molybdän — von 15 bis 18 μηι. Wenn nur Teilabschnitte eines Erzeugnisses zu beschichten sind, das eine ebene Oberfläche aufweist, werden die Matrizen mit Ausnehmungen ausgeführt, in welche die zu beschichtenden Teilabschnitte des Erzeugnisses eingesetzt werden. Praktisch kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur die Oberfläche metallischer Erzeugnisse und nicht nur mit Metall beschichtet werden, wobei die Erzeugnisse verschiedene Formen aufweisen können. Dazu genügt es, eine Matrize mit Ausnehmungen herzustellen, die diese Formen der zu beschichtenden Erzeugnisoberfläche aufnehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beschichtung von metallischen Erzeugnissen mittels Diffusion, bei dem das zu beschichtende Erzeugnis in ein festes anreicherndes Medium eingesetzt und unter Vakuum erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem festen anreichernden Medium eine Matrize (1) hergestellt wird, in die die zu beschichtenden Erzeugnisse (3) vollständig oder teilweise eingeführt werden, wonach die Matrize (1) mit den Erzeugnissen unter Vakuum erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem festen anreichernden Medium hergestellte Matrize (1), bevor in diese die Erzeugnisse eingesetzt werden, einer Sinterung unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (1) mit den zu beschichtenden Erzeugnissen (3) in einen Behälter (4) und letzterer in einen Vakuumofen eingesetzt wird.