DE1621336A1

DE1621336A1 - Verfahren zur Oberflaechenbehandlung von Teilen aus Stahl oder Verbundguss

Info

Publication number: DE1621336A1
Application number: DE19671621336
Authority: DE
Inventors: Serge Esteveny; Caubet Jacques Jean
Original assignee: APPLIC DES TRAITEMENTS DE SURF
Current assignee: APPLIC DES TRAITEMENTS DE SURF
Priority date: 1966-04-04
Filing date: 1967-04-01
Publication date: 1971-05-13
Also published as: FR1562349A; US3507757A; GB1163491A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING.VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD 1621 336 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES

KÖLNl/DEICHMANNHAUS

Köln, den 31.3.1967 Ke/Ax

Societe dApplication des Traitements de Surface "S.A.T.S." 56« Avenue de Chatou, Rueil-Malmaison (Hauts de Seine)

(Frankreich).

Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Teilen aus Stahl

oder Verbundguß

Die Erfindung betrifft die Oberflächenbehandlung von Teilen aus Stahl oder Verbundguß in Salzbädern, um den Teilen einen niedrigen Reibungskoeffizienten im ungeschmierten Zustand zu verleihen.

In der Technik tritt immer häufiger das Problem der Reibung von mechanischen Teilen auf, bei denen sich jede Schmierung verbietet, weil die Vorrichtungen in ungewöhnlichen Umgebungen arbeiten. Beispielsweise müssen diese Vorrichtungen in der Kerntechnik in Gasen, wie GOp, und in der chemischen Industrie in Medien, wie Wasser, schwerem Wasser oder Säuren, arbeiten, und bei der Raumfahrt sind Vorrichtungen erforderlich, die mit trockener Reibung im Vakuum zu arbeiten vermögen. >

Ferner wird versucht, diese Vorrichtungen unter Einsatz extrem niedriger Kraft, eines extrem niedrigen Moments oder extrem niedriger Energie zu betreiben. Beispielsweise müssen die Bewegungen von Vorrichtungen im Baum einen so geringen Energieaufwand erfordern, daß der Wert des Reibungs* koeffizienten zu einer ausschlaggebenden Variablen wird»

BAD ORIGINAL

Oberflächenbehandlungen in Salzschmelzen sind bekannt, die es ermöglichen, mechanische Teile zu erhalten, die ohne Schmierung unter verhältnismäßig guten Bedingungen aufeinander zu gleiten vermögen. Hierbei handelt es sich zum großen Teil um Bäder atif Basis von Alkalieyanid und Alkalicyanaten, denen gegebenenfalls Schwefelionen zugesetzt werden können. Im Handel sind diese Bäder unter den Bezeichnungen "Sulf-Inuz" (SoA.ToSo und Ateliers Partiot-Oementation, Frankreich,französische Patentschrift 942 387, 1 057 237, 1 073 922, 1 058 076) und "Tenifer" (Degussa,-Deutschland, französische Patentschriften 1 198 24-2, 1 230 471 und 1 255 1-91.)» Diese Bäder haben u.a_o die Wirkung, daß sie die Oberfläche der Stahlteile mit einem gewöhnlich als "harte Mikroschicht" bezeichneten kompakten Gemisch von Carbid und Nitrid überziehen Diesö Schicht ist kompakt und außen von unregelmäßiger und rauher Beschaffenheit. Es ist zu bemerken, daß alle diese Bäder nach einer Gebrauchsdauer von einigen Tagen einen dynamischen Gleichgewichtszustand erreichen, der sich u.a_o in einer Umwandlung von Cyaniden in Cyanate, einer Umwandlung der Cyanate in Carbonate und der Ausfällung von Schlamm am Tiegelboden bemerkbar macht-, der aus Gemischen von Alkalicarbonate^ und vom Tiegel und den behandelten Teilen stammenden Eisencarbonaten besteht. Wenn dieses Bad einerseits durch tägliche Entfernung dieses Schlammes und. andererseits durch entsprechende Zugabe von frischen Cyaniden und Cyanaten im gebrauchsfähigen Zustand gehalten .wird;, ergibt sich hierbei ein spezifisches Gleichgewicht für den Gehalt an natürlichen Carbonaten im betrachteten bekannten Bad. Beispielsweise liegt bei dem im Handel unter der Bezeichnung "Sulf-Inuz" erhältliehen Bad dieser dem .Gleichgewichtszustand entsprechende Gehalt an Alkaliöarbonatan zwischen 30 und 35 Gew»-fb des Bades«

Die Behandlungen anit den vorstehend genannten Salzbädern haben ^.eilöch die folgenden fechteile3 ·

1) Die ■ Reibungskoeffizienten sind.verhältnismäßig hooh . und liegen in der Größenordnung von 0,35ο

2) Die Oberflächenbeschaffenheit nach der Behandlung ist unvollkommen.

3) Die Korrosionsbeständigkeit bleibt völlig ungenügend.

Ferner ist aus der Theorie der Verträglichkeit der Metalle bekannt, daß die Verwendung von Zweistofflagern von unlöslicher Struktur, z.B« Aluminium, auf Cadmium oder Kupfer auf Molybdän, ebenfalls die Erzielung verhältnismäßig guter Leistungen ermöglichen muss. Im Falle der beiden vorstehend als Beispiele genannten Zweistofflager kann eines der beiden lietalle in jedem Fall durch elektrolytische Abscheidung in dünner Schicht aufgebracht werden: das Cadmium im ersten lall und das Kupfer im zweiten FaIl₀ Diese elektrolytischen Metallabscheidungen sind jedoch in der Technik bisher nur wenig als Iiagerwerkstoffe zur Anwendung gekommen, da die heutigen Erkenntnisse es nicht ermöglichen, sie ausreichend fest auf dem Grundmetall zu verankern (siehe JoJo CAUBUT "Theorie et pratique industrielle du-frottement" Dunod Technip. Paris, 1964).

Bekannt sind auch die Schmiereigenschaften von Alkali- oder Erdalkalisalzen,'die wenigstens eines der Atome oder Beste S, Se, Te, F, Cl, Br, I, P, ON, CO₂ enthalten, wie dies Versuche mit der üblichen Faville-Levally-Maschine gezeigt haben. Diese Llaschine, die .normalerweise für die Schmierstoff prüfung verwendet wird, ist mit zwei Klemmbacken versehen, in die ein V-förmiger Einschnitt eingearbeitet ist, dessen Seiten einen rechten Winkel bilden. Diese Klemmbacken bestehen aus halbhartem gehärtetem Stahl und werden, so betätigt, daß ein zylindrischer Prüfkörper, der mit einem rotierenden Antriebsmechanismus ni.t- Hilfe eines Stiftes von 2 mm Durchmesser verbunden ist, der diametral durch ein Ende des Prüfkörpers geführt ist, unter einer-vorbestimmten regelbaren Kraft symmetrisch eingeklemmt werden kann. Der von den Klemmbacken ausgeübte Druck wird allmählich verstärkt,

. ."¹^a original

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während der Prüfkörper sich, um sich selbst drehto Hierbei findet Festfressen oder, wenn die Reibung zwischen dem Prüfkörper und den Klemmbacken besonders stark .ist, Erhitzung und dann Kriechen und Warmschmieden des Prüfkörpers statt, dessen Querschnitt durch die Klemmbacken verringert wird. Wenn ein Prüfkörper aus halbhartem Stahl XO 32 f von 6,5 mm Durchmesser und 40 mm länge mit 350 TTpBf zwischen den Klemmbacken aus dem gleichen Stahl gedreht wird, findet Festfressen in den ersten Sekunden unter einer Belastung von etwa 1000-1500 lewton statt. Wenn dagegen der gleiche Prüfkörper vorher in eine wässrige lauwarme lösung eines Gemisches der oben genannten Salze getaucht wird, bleibt mach dem Verdunsten·des Wassers auf dem Prüfkörper eine feine weißliche Salzschicht, und der so behandelte Prüfkörper .ist als G-Ieitwerkstoff zu phantastischen Leistungen in der Größenordnung von Millionen K χ s fähig,, wie in der französischen Patentschrift 1 425 430 beschrieben.

Schließlich wurde von I₀Yo Kragelskii (" Friction and Wear", Iiondon, Butterworths I965) eine Theorie aufgestellt, nach der die Reibung unter Bedingungen erfolgt, die in dem Maße günstiger werden* in dem ein hoher positiver Gradient der mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs vorliegt, wenn man von außen nach innen senkrecht zur Gleitfläche eindringt■> .Kragelskii zitiert als Beispiele für Oberflächen mit einem für die Reibung günstigen hohen positiven Gradienten entweder die Kombination einer sehr dünnen Oberflächenschicht aus Oxyden, oder Sulfiden, die an einer sehr harten Unter-r· schicht adsorbiert sind, oder einen sehr dünnen Auftrag eines weichen Metalls auf einer härteren Unterlage,,

Es wurde ttun gefunden, daß bei weitem bessere Ergebnisse erhalten werden können, wenn eine solche Behandlung vorgenommen wird, daß im Gegensatz zu der von Kragelskii aufgestellten Theorie einerseits der Gradient der mechanischen Festigkeitseigenschaften von der Oberfläche zum Innern des Körpers hin zunächst .positiv, bei einer bestimmten Tiefe-

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Hull und anschließend negativ ist, ein Zeichen, daß bei einer optimalen Tiefe ein Maximum an mechanischen Eigenschaften vorliegt, und andererseits die Zone mit den maximalen ]?estigkeitseigenschaften gleichzeitig eine sehr hohe Duktilität, d.h. gleichzeitig eine hohe ScKLagzähig- ■ keit, hohe Dehnung und große Brucheinschnürung aufweist. _; Die Erfahrung hat außerdem gezeigt, daß für die Probleme des gewöhnlichen Maschinenbaues die optimale Tiefe zur Erreichung des Maximums an Härte und Duktilität zwischen 5 und 20 u liegt. . .

Gegenstand der Erfindung ist die Oberflächenbehandlung von Teilen aus Stahl oder Verbundguß in heißen Salzschmelzen nach einem Verfahren, das es ermöglicht, eine starke Verringerung des Reibungskoeffizienten und demzufolge des Verschleißes der auf diese Weise behandelten und der mit ihnen zusammenarbeitenden Teile zu erzielen.. Das Verfahren ermöglicht es, an der Oberfläche der behandelten Teile den vorstehend genannten erwünschten, zunächst positiven, dann einen v/ert von lull aufweisenden und schließlich negativen Gradienten der mechanischen Eigenschaften mit der klassischen harten und kompakten Schicht zu erzielen, die von einer äußeren porösen Schicht bedeckt ist, die eine außergewöhnlich feste Verankerung eines Oberflächenauftrages aus dem entsprechend gewählten weichen tetall lu^m8§^i8^ln,-

Das Erfahren gemäß der Erfindung besteht grundlegend darin, daß man Teile aus Stahl oder Verbundguß für eine Dauer von wenigstens 2-4 Stunden bei einer Temperatur von etwa 550-600 G in einer klassischen Salzschmelze behandelt, die in bekannter V/eise Alkalicyanide und -cyanate und wenigstens ein Alkalicarbonat enthält, wobei man, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelze, 0,1-0,8$ Alkaliferricyanid und 0,05-0,2$ Alkaliferrocyanid zusetzt, den Gehalt des Bades an Alkalicarbonat bei einäm Wert zwischen 1 und 7$ über dem Gleichgewichtsgehalt des Ausgangsbades hält und die Teile •während der Behandlung elektrisch isoliert hält, während

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das Bad geerdet ist, worauf man die behandelten Teile aus dem Bad nimmt und sie mit einer dünnen Weichmetallschicht überzieht,,

Der bevorzugte Gehalt an Alkalxferrxcyanid und Alkaliferrocyanid beträgt O, ]5HD,7/6"Ur das Ferricyanid und etwa 0,1 "/> für das Ferrocyanid,, Bei kontinuierlicher Verwendung der Bäder gemäß der Erfindung muß der gewünschte Gehalt an Ferri- und Ferrocyaniden aufrecht erhalten werden, indem man periodisch die genannten Teile dieser Verbindtingen höchstens alle 5 Stunden und wenigstens alle 40 Stunden zusetzt. . .. - ■

Der Gehalt, des Bades an Carbonaten kann durch einfache Zugabe von -Ferricyanid und Ferrocyanid aufrecht erhalten werden, wenn dieser Zusatz innerhalb der vorstehend genannten Grenzen hoch genug ist. Er kann auch erzielt werden ■durch Zusatz der notwendigen öarbonatmenge gemeinsam mit dem Zusatz] von Ferricyanid und Ferrocyanid,· der hierbei weniger hoch sein kann, jedoch immer innerhalb der genannten Grenzen liegt₀ Am vorteilhaftesten ist ein Carbonatgehalt von etwa 3.6-37$ des Gesamtgewichts des Bades.

Die klassischen Bäder, denen erfindungsgemäß Ferri- und Ferrocyanide zugesetzt worden sind, und deren Carbonatgehalt erhöht worden ist, können gegebenenfalls Schwefel enthalten. Sie können ferner Verbindungen enthalten, durch die die Elemente Se, Te, F, Cl usw, eingeführt werden.

Die Behandlung in der Salzschmelze der vorstehend genahnten Zusammensetzung hat zur Folge, daß an der Oberfläche- der behandelten Teile zunächst die "harte Mikroschicht", - die normalerwdise mit den üblichen Bädern erhalten wird, und dann über dieser Schicht eine poröse Außenschicht gebildet wird, deren sehr feine Poren in Form von "Handschuhfingern" mit der Außenseite in Verbindung stehen. Dies hat zur Folge, daß die Salze des Bades in diese Poren eindringen und hier nach der Behandlung trocknen, wodurch je nach der Zusammen-

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Setzung des Ausgangsbades eine Reserve von Elementen, oder Resten, wie S, Se, Te, F, öl, Br,. I, P, GH, GO₂, geschaffen wird, auf deren außergewöhnliche Schmiereigenschaften oben hingewiesen wurde.

Die elektrische Isolierung der Teile während der Behandlimg hat eine Verbesserung des Aussehens der Teile zur Folge, da die poröse Schicht hierdurch "sehr gleichmäßig wird.

Uach der Behandlung im Salzbad werden die Teile, nachdem sie vorzugsweise dekapiert und entfettet und gegebenenfalls passiviert worden sind, mit; einer dünnen feiehmetailschicht überzogene Als Y/eichmetalle kommen für die Zwecke der Erfindung Metalle, wie Cadmium, Kupfer, Silber, Gold, Blei usw₍ in Frage, die hohe Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion und eine Härte unter 100 HV aufweisen,"und die sich im chemischen Bad oder im galvanischen Bad aufbringen lassen. Die \lsXiX dieses Y/eichiaetails 'hängt vom Metall des "Teils ab, das die Gegengieitf lache zum eipfindungs gemäß' behandelten Teil bildet, und zwar muß das Metall" gewählt werden, das mit dem iletall' der" Segengleitflache 'das -beste binäre ■Unlöslich— keitsdiagramßi bildet* Beispielsweise verwendet mäh

1) Gadmitim, wenn die behandelten Teile beispielsweise über Eisen—-oder Iieiclatme.tallegi'erungexi gleiten müssen}

2) Kupfer, wenn.die behandelten Teile.über eine Gegenflache atis öhrom oder. Molybdän gleiten müssen.;

3) Silber, wenn'die' behandelten Teile beispielsweise über eine_ lläehe aus nichtrostendem Stahl gleiten müssen«.-

4) Gol-d,:.wenn die behandelten Teile über eine Ghröm-- oäeif .. MoI^bdanfläche -gleiten sollen? ------ " ■

5) Blei, wenn die ,behandelten Teile in rοάηζΐ&ψιάer^ Atmos- ... _; phäre über eine Gegenfläche aus,einem Eisenmetall, gleiten

müssen« . ■

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Die Aufbringung der Weichmetallschicht muß chemisch oder galvanisch unter Ausschließung aller physikalischen Verfahren, wie Metallisierung mit der Spritzpistole oder auf andere Weise, erfolgen» Die Dicke der Metallschicht kann etwa 1—10 η betragen

Die Porosität der Schicht, auf die die Metallschicht aufgebracht wird, ermöglicht eine bemerkenswert feste Verankerung der Metallauflage im Gegensatz zu den Ergebnissen von bisherigen Versuchen, in üblichen Salzbädern behandelte Teile mit einem Metallüberzug zu versehen, ohne die Lehren der Erfindung zu befolgen«

Wenn die Poren der Unterschicht genügend groß sind, dringt das Metall .darin ein, wodurch, die Verankerung noch verstärkt wird. Dort, v/o die Poren ungenügend groß sind, bildet die Weichmetallauflage über ihnen eine Art von Austrittsöffnungen, durch die sie einen Zugang nach außen erhalten, so daß es den darin befindlichen, als Schmierstoffe wirkenden getrockneten Salzen möglich ist, anschließend gleichmäßig nach außen.auszutreten, wenn die Oberfläche einer Reibung unterworfen wird.

Die gemäß der Erfindung behandelten Teile haben ohne Schmiermittel an der Luft, in Wasser oder in wässrigen Lösungen, unter Vakuum oder in ,gasförmigen Medien, wie CO₂, G-leiteigenschaften, die allein bisher beschriebenen überlegen sind, da ihr Reibungskoeffizient außergewöhnlich niedrig ist.

Mit den erfindungsgemäß behandelten Werkstoffen können Zweistofflager hergestellt werden, deren ausgezeichnete Eigenschaften theoretisch bereits bekannt sind, die aber nach dem Stand der Technik nicht mit genügender Zuverlässigkeit hergestellt wero.en konnten. Dies ist der Fall beim Zweistofflager iluminium/Oadmium, das bisher praktisch nicht ausgenutzt worden ist, weil man nicht in der Lage war, ausreichend fest haftende Gadmiumauflagen auf die Iuetallunterlage aufzu-

BAD ORiQiNAL

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Toringen und andererseits CLadmium auf Grund' seiner schlechten mechanischen Eigenschaften im Maschinenbau nicht als massives liaterial verwendet werden kann₀ Die e rf in&ings gemäß behandelten Teile können in Fallen, in denen der gewählte ¥eichmetallüberzug aus Cadmium besteht, auf Leichtmetalllegierungen mit Leistungen, die bisher unbekannt waren, und Reibungskoeffizienten Inder Größenordnung von 0,08 gleiten« Ferner ist ihre Korrosionsbeständigkeit ebenso gut wie bei Teilen, die in üblicher ¥eise cadmiumplattiert worden sind, d„h. bei weitem besser als die Korrosionsbeständigkeit von Teilen, die lediglich in einem üblichen 'Überzugsbad behandelt worden sindo

Die vorstehend ausgesprochene Lehre, die darin besteht, daß ein zunächst steigender, dann einen Wert von 0 aufweisender und anschließend abnehmender Gradient der mechanischen Eigenschaften eingestellt wird, wird eindeutig durch die Oberfläche von erfindungsgemäß behandelten Teilen bestätigt, deren mechanische Eigenschaften bei einer Tiefe von 5-3Ou unter der Oberfläche optimal sind.

Die Erfindung wirα nachstehend durch zwei Ausführungsbeispiele erläutert.

Beispiel I₁

In einem leitenden Tiegel v/urde bei 57O⁰O ein Grundbad der folgenden Zusammensetzung geschmolzen:

llatriurisulfid 1$

Uatriumcyanid 3$

Kaliumoyanid 3$

Hatrium- und Kaliumcyanat 20$

Natrium- und Kaliumcarbonat 35$

Natrium- und Kaliumchlorid 37$

natrium- und Kaliumthiocyanat 1$

Diesem 3ad wurden 5$ natriumcarbonat, 0,3$ Kaliumferricyanid und 0,1$ Kaliurnferrocyanid, bezogen auf das Gewicht den

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Grundbades insgesamt, zugesetzt.

In dieses Bad wurde 3 Stunden bei einer Temperatur von 570⁰C. ein zylindrischer Prüfkörper aus Stahl XC 35 f von Perlit-Ferrit-Struktur getaucht, der einen Durchmesser von 6,5 mm und eine Länge von 40 mm hatte und elektrisch vollständig von seiner Auflage isoliert war, während der Tiegel geerdet war.

Der auf diese Weise behandelte Prüfkörper war einerseits bis zu mehreren Zehntelmillimeter Tiefe von zwischenkristallinem Stickstoff durchdrungen ("penetration interstitielle d'azote'), der seine Härte und seine Kriechneigung steigerte, und hatte andererseits an der Oberfläche eine innere, harte, kompakte Mikroschicht von etwa 10 η Dicke, die sich eng an die Korngrenzen des Metalls anlegte. Diese Mikroschicht war ihrerseits mit einer äußeren porösen Schicht einer Dicke von etwa 15 te bedeckt, deren sich nach außen öffnende Poren die Form eines "Handschuhfingers" mit Dimensionen hatten, die/allgemeinen von innen nach außen zunahmen. .

Dieser Prüfkörper wurde anschließend den folgenden aufeinanderfolgenden Behandlungen unterworfen:

a) 2-stündige Behandlung mit fließendem Wasser;

b) Bürsten mit einer Bürste mit Nylonborsten;

c) Trocknen im Wärmeschrank;

d) Dekapieren durch Eintauchen für 35 Minuten in ein bei Raumtemperatur gehaltenes Bad der folgenden Zusammensetzung i

Salzsäure 1/5 des Volumens Wasser 4/5 des Volumens

Gelatine 50 mg/l Gemisch

e) Waschen und Spülen mit fließendem Wasser;

f) elektrolytische Entfettung in einem wäßrigen Bad, das pro Liter die folgenden Bestandteile enthielt:

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Trinatriumphosphat 40 g

Natriunmietasilicat 40 g

natriumcarbonat 20 g

Laurinalkoholsulfat 1 g

Komplexbildner 6 g

Verwendet in anodischer Phase

Behandlungstemperatur{ 6o-7O°O Behandlungsdauer: 3-4 Minuten G-raphitanoden:

Oberfläche fünfmal größer als die Oberfläche der zu "behandelnden Teile;

Stromdichte: 10-15 A/dm² (Potentialdifferenz unter

Vakuum: 6 V) ο

g) Waschen und Spülen mit fließendem Wasser;

h) öhemischer Angriff für eine Dauer von 45 Sekunden in einem Bad aus folgenden Bestandteilen:

Wasser 95 VoI₀ -tfo

Salpetersäure 5 Vol₀-$>

i) Spülen mit fließendem Wasser

ITach diesen Behandlungen wurde der Prüfkörper elektrolytisch

nit einer Oadmiumauflage von etwa 8yu Dicke bei 20⁰O in

einem Bad überzogen, das pro Liter die folgende Zusammensetzung hatte:

öadmiumcyanid 58,5 g

Ixatriumcyanid ' 11 0, 5 g

Ix'atriuinhydroxyd 80 g

Das so behandelte Stück wurde als Kathode geschaltet (Strom-

dichte 1,5 A/dm )_o Die aus reinem Cadmium bestehenden Anoden

waren für Betrieb bei einer Stromdichte von 0,75 A/dm, berechnete Der Prüfkörper wurde anschließend mit fließendem Wasser gespülte

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Die Untersuchung unter dem Mikroskop zeigte, daß das Cadmium die Poren der Oberflächenschicht in ihrem weitesten ■J]eil ausgefüllt hatte, wodurch eine bemerkenswerte Verankerung der öadmiumschicht an der Oberfläche des Gegenstandes sichergestellt wurde. l)er Caamiumanteil nahm von der Oberfläche zum Innern hin ab. Unter der porösen Schicht, die auf diese Weise teilweise von Cadmium durchdrungen war, erschien die harte und kompakte llikroschicht, die in einer Oiefe von etwa 20 ja die Stelle der maximalen mechanischen Eigenschaften darstellte, und auf die nach innen die Zone folgte, die von einer zwischenkristallinen Stickstofflösung von abnehmender Stickstoffkonzentration durchdrungen war und die Zone des negativen Gradienten der mechanischen Eigenschaften darstellte.

Per so behandelte Prüfkörper wurde demTest in der bereits beschriebenen Faville-Levally-Haschine unterworfen, die mii? angelassenen und geschliffenen Klemmbacken aus Stahl XC 35 f versehen war, die eine Belastung von 3000 Newton ausübten. Der Reibungskoeffizient an der Luft betrug nur 0,08 vor dem Erhitzen der Seile und verhielt sich sowohl an der luft als auch in Wasser besonders günstig in Abhängigkeit von der Zeit ο Im Vergleich hierzu zeigt ein Prüfkörper aus gewöhnlichem unbehandeltem Stahl, dessen Oberfläche mit einem Cadmiumüberzug versehen ist, unter den gleichen Bedingungen einen Reibungskoeffizienten in der Größenordnung von 0,26 bis 0,18o Die Cadraiumschicht löst sich beim Gebrauch allmählich ab, während beim erfindungsgemäßen Prüfkörper das Cadmium sich nicht loslöst, sondern fest verankert bleibt»

Die Gleiteigenschaften auf Aluminium waren ausgezeichnet (Reibungskoeffizient etwa 0,08)₀

Beispiel 2

In einem elektrisch leitenden geerdeten Tiegel wurde ein Salzgemisch aus den folgenden Bestandteilen bei 56O⁰O geschmolzen:

109820/0241 bad o_Hls,_NA1.

Natriumselenid 0,5 $

Eatriumcyanid \ $

KaI iumcy anil 5 ^a/°

Kaliumcyanat 25 $

Alkalicarbonate 37 $>

.Alkalichloride . 30,5 °/o

Alkaliphosphate Λ <fo

Diesem Bad. wurden 0,7$ Kaliumferricyaniü und 0, 1$ Kaliumferrocyaniü zugesetzte Biese !!engen sind auf das Gesamtgewicht des Sades bezogen.

Ein gehärtetes und wieder auf 600°Ö gebrachtes Stück aus Stahl 35 ITGD 6 wurde so in das Bad getaucht, daß es von seiner Auflage elektrisch vollständig isoliert war. Bach dreistündiger.Behandlung, Reinigung und Bürsten wurde an Hand eines Hikroschliffs eine äußere, stark poröse, etwa 10 η dicke Mikroschicht festgestellt, auf die nach innen eine kompakte, etwa 8-10 η dicke Hikroschicht folgte» Die Härte des G-rundmaterials nahm von außen nach innen al) und erreichte den Anfangswert in einer Tiefe von etwa 0,5 m»

Dieser Prüfkörper wurde anschließend der unter a) bis j) beschriebenen Behandlung unterworfen und dann in einer . wässrigen Lösung, die 3 Gew„-$ Natriumcyanid enthielt, und dann erneut mit Wasser gespült. Anschließend wurde der Prüfkörper.in einem bei 60⁰G gehaltenen Bad der nachstehend genannten Zusammensetzung verkupfert, wobei die Stromdichte

an der Kathode 3 A/dm und die Stromdichte an der Anode

2 A/dm betrugs

Kupfercyanid 28 g/l

ITatriumcyanid ' 40 g/l

ITatriumcarbonat 22 g/l

Roehe11θsalz 40 g/l

Abschließend wurde der auf diesel Weise mit einem Kupferüberzug von etwa 3 ai Dicke versehene Prüfkörper mit kaltem

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Wasser und dann mit heißem Wasser gespült und -im Wärmeschrank getrocknete Der so behandelte Prüfkörper zeigte bisher unerreichte Eigenschaften, wenn er/gleitend gegen eine Fläche bewegte, die aus Molybdän bestand. Der Reibungskoeffizient fiel auf 0,08, und der Verschleiß betrug nur ein Fünftel des Verschleißes, der eintrat, wenn die gleiche Molybdänfläche und ein gleicher, einfach verkupferter und nicht der vollständigen erfindtingsgemäßen Behandlung unterworfener Prüfkörper sich gleitend gegeneinander bewegten*

Beim kontinuierlichen Einsatz des Bades für die großtechnische Behandlung von Stahlteilen wurden die notwendigen" Bedingungen aufrecht erhalten, indem jeden morgen die gleiche Menge von 0,7'"ß> Kaliumferrizyanid und 0,1 y» Kaliuraf er rocy ani d zugesetzt wurde»

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Teilen aus Stahl v. oder Verbundguß in einem Alkalicyanide und Alkylicyanate sowie mindestens ein Alkalicarbonat enthaltenden Salzbad während mindestens 2 bis 4 Stunden bei Temperaturen von etwa 550° bis 600°C, dadurch gekennzeichnet, daß man, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelze, 0,1 bis 0,8 % Alkaliferricyanid und 0,05 bis 0,2 % Alkaliferrocyanid dem Salzbad zugibt, den Gehalt des Bades an Alkalicarbonat bei eineem Wert zwischen 1 # und 7 % über dem Gleichgewichtsgehalt des Ausgangsbades hält, die Teile während der Behandlung elektrisch isoliert und das Bad erdet, anschließend die Teile aus dem Bad nimmt und mit einer dünnen Weichmetallschicht überzieht.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Salzbad 0,3 bis 0,7 % Alkaliferricyanid und etwa 0,1 % Alkaliferrocyanid zugibt.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Salzbad höchstens alle 5 Stunden und mindestens alle 40 Stunden periodisch Alkaliferricyanide und -ferrocyanide zugibt.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß man den Carbonatgehalt des Bades auf Werten zwischen 36 und 37 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelze hält.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Weichmetalle Cadmium, Kupfer, Silber, Gold oder Blei verwendet.

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6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß man die Weichmetallschicht chemisch oder galvanisch aufbringt.

7.) Teile aus Stahl oder Verbundguß, behandelt nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch die nachstehende Folge von Schichten auf der Oberfläche dieser Teile (von innen nach außen, beginnend in einer Tiefe von wenigen Zehntel Millie meter):

eine von zwischenkristalliner Stickstofflösung steigender Stickstoffkonzentration durchdrungene Schicht, eine harte und kompakte Schicht, · eine poröse Schicht mit nach außen geöffneten Poren und eine in dieser porösen Schicht verankerten Weichmetallschicht.

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