DE2110414A1 - Verfahren zur Oberflaechenbehandlung von Metallen und Metallegierungen - Google Patents

Verfahren zur Oberflaechenbehandlung von Metallen und Metallegierungen

Info

Publication number
DE2110414A1
DE2110414A1 DE19712110414 DE2110414A DE2110414A1 DE 2110414 A1 DE2110414 A1 DE 2110414A1 DE 19712110414 DE19712110414 DE 19712110414 DE 2110414 A DE2110414 A DE 2110414A DE 2110414 A1 DE2110414 A1 DE 2110414A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chromium
bath
salt bath
molten salt
boron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712110414
Other languages
English (en)
Other versions
DE2110414C3 (de
DE2110414B2 (de
Inventor
Tohru Arai
Noboru Komatsu
Masayoshi Mizutani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Publication of DE2110414A1 publication Critical patent/DE2110414A1/de
Publication of DE2110414B2 publication Critical patent/DE2110414B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2110414C3 publication Critical patent/DE2110414C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/18Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C10/20Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being diffused
    • C23C10/24Salt bath containing the element to be diffused

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weιcicmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Finckj-Dipl.-Ing. R AAVeickmann, Dipl.-Chem. B. Huv.£x
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH £60 320
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 59 21/22
Case: P 9O77I-IOB
KA3USHIKI IiAISPlA !DOTOl1A CHUO XENKTUSHO 2-12, Eis&kata, Showa-ku, Nagoya-shi, Aichi-ken, Japan
Verfahren zurmi Oberi'läc^gnbehandlung von Metallen und Metal 1-
le Vierlingen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Metallen und Legierungen, bei dem ein geschmolzenem; Salzbad, das aus mindestens einem borhaltigen Salz, vie Bor«. oxyd (BpO7) oder Borax (ITapB^O«) und einem chromhaltigen I1Ia-terial besteht, hergestellt wird, und das zu behandelnde Material in die Salzschmelze eingetaucht wird, so clah auf d>°r Oberfläche des Metalles eine chromimpräfoiierte Schicht mit feiner Struktur und mit ausgezeichneter Korrosions-, Oxydation«- und Abnützungs-Beständigkeit gebildet wird.
Bisher v/urde das Überziehen oder Diffusionsimprägnieren einer Metalloberfläche mit Chrom als Mittel zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und der OxydationsbestänOiskeit von eisenhaltigen Materialien verwendet, Neuerdings v/urde die^n Verfahren modifiziert, so daß es auf niclit-eiaenhaltigo Viaterialien, v/ie z.B, auf die in der Hauinfahrtinaui-.tr-ie νο.ι-ί'ΐπ-deten hitzefesten Legierungen, anwendbar ist. Die üblichen irarns'WttiGen zum Überziehen oder Diffu;-ionsii'\Dr,*J;Tiie^ciL e.iuor
109830/1238
Metalloberfläche mit Chrom sind die elektrochemische Abscheidung die Zementation (pack cementation) und die Datnpfphasenplattierung. Die Korrosionsbeständigkeit von durch elektrochemische Plattierung aufgebrachten Abscheidungen ist jedoch aufgrund der Anwesenheit von kleinen Löchern oder Poren nicht zufriedenstellend und weiterhin ist die Adhäsion zwischen dem aufplattierten Überzug und dem Substrat aufgrund des ITichtvorhandenseins einer ΏίΐΐμείοηβεοΙιίοΜ; zwischen dem überzug und dem Substrat nicht ausreichend, so daß der Überzug dazu neigt, sich abzulösen bzw. abzublättern.
Die Zementation und die Dampfphasenplattierung sind der Elektroplattierung, was die Adhäsion des Überzugs anbetrifft, überlegen, da das Chrpm bei dem Verfahren in das Substrat eindiffundiert und eine Schicht mit einer dazwischenliegenden Zusammensetzung geschaffen wird.
Die Zementation ist jedoch ein langwieriges Verfahren, so dass es für eine Großproduktion nicht geeignet ist und weiterhin ist der Schutz gegen die Oxydation,der dadurch erreicht wird, nicht ausreichend. Die Dampfphasenplattierung ist ebenfalls ein langsames Verfahren und erfordert komplizierte und aufwendige Vorrichtungen.
Es wurden daher Versuche gemacht, eine Metalloberfläche mit Chrom zu imprägnieren, indem man das Metall in eine Salzschmelze eintaucht, die Chrom enthält. Das einzige Verfahren dieser Art, das bekannt ist, besteht darin, daß man das Hetallsubstrat in ein gemischtes Salzbad aus Chrozi@I)~chlorid, Bariumchlorid, Natriumchlorid und metallisches Chrom eintaucht. Jedoch ist dieses Verfahren unpraktisch und wurde nicht verwendet, da dabei ein Erhitzen in einer Argonatmosphäre notwendig ist, um die Oxydation des Substrats zu verhindern, und da bei diesem Verfahren wegen der starken Korrosioncr.-iirkung des Salzes teure Zirkondioxydtiegel erforderlich sind.
Die vorliegende Ei findung bstrifft dahor die Diffusionsir.prJAgnierung einer Subübratoberfläohe mit Clirom, indem man das zu
109838/123B
behandelnde Material in ein Salzbad eintaucht und darin belässt, das mindestens ein borhaltiges Salz und ein chromhaltiges Metall oder eine chromhaltige Legierung enthält. Diese Art von Bad ist für das Gefäß nicht korrosiv und die Imprägnierung kann an der .Ouft durchgeführt werden. Weiterhin ist die gebildete Oberflächenschicht strukturell fein und nicht porös und zeigt eine ausgezeichnete Korrosions-pxydations- und Abnützungsbeständigkeit. Der Grund, warum eine nicht-osydierende Atmosphäre "bei diesem !erfahren nicht notwendig ist, liegt darin, daß das Boroxyd oder das Borat bei relativ niedrigen Temperaturen eine Schmelze bildet, indem sich das Chrom löst und weiterhin löst das Bor- ©2cgrd oder das Borat jedes Oxyd auf den Oberflächen des Substrats oder des Gefäßes, so.daß die Oberflächen sauber bleiben. Natürlich kann das erfindungsgemässe Verfahren, wenn es erwünscht ist, in einer.Inertatmosphäre durchgeführt werden.
Demzufolge ist es ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bildung einer chromimprägnierten Schicht mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, Oxydationsbeständigkeit und Abnutzungsfestigkeit mit feiner Struktur auf der Oberfläche von Metallen und Legierungen zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bildung einer chromimprägnierten Schicht genügender Dicke auf der Oberfläche von Metallen und Legierungen zur Verfugung zu stellen, das keine komplizierten Vorrichtungen benötigt und in der Luft durchgeführt werden kann. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein wirtschaftliches einfaches Verfahren zur Bildung einer chromimprägnierten Schicht auf der Oberfläche von Metallen und Legierungen bereitzustellen, das für die Massenproduktion geeignet ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Bildung einer chromimprägnierten Schicht auf der Oberfläche von Metallen und Legierungen in einem geschmolzenen Salzbad zu schaffen, daß das Gefäß, das das Bad enthält, nicht korrodiert.
109838/1238
An Hand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Mikrophotographien vrircl die vorliegende Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert.
Die fig. 1 .ist die Mikrophotographie von inchromiertem, reinem Eisen.
Die- Figs 2 zeigt eine Mikrophotographie von inchromiertem JIS SIOG-Staiii (Kohlenstoff-Baustahl). .
Die Fig. 3 zeigt die Mikrophotographie eines inchromierten JIS S45C-Stahles (Kohlenstoff-Baustahl).
P Die Fig. 4 zeigt die Mikrophotographie eines inchromierten JIS SK2-Stahles (lohlenstoff-Werkseugstahl), und
die Fig. 5 zeigt die Mikrophotographie eines inchromierten JIS FC25-Srauguß (graues Gußeisen).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, indeis. man eine Probe in ein geschmolzenes Bad eintaucht, das mindestens eine Verbindung, die borhalt ige s SIz enthält, und eine Quelle für Chrommetall umfasst. Als borhaltiges Salz können Boroxyd oder Alkalimetallborate, wie Lithiumborat, Natriumborat, Kaliumborat oder Mischungen davon verwendet v/erden.Als Chrommetallquelle ^ kann natürlich metallisches Chrom verwendet v/erden und eine andere Quelle dafür ist Ferrochrom (Fe-Cr). Es ist wirtschaftlich von Vorteil, die Ferrochromverbindung zu verwenden. Um eine genügend inchromierte Schicht zu erreichen, und damit die gewünschte Oxydations- und Korrosionsbeständigkeit des Substrats zu erzielen, muß mindestens etwa 1 % der Chromquelle vorhanden sein. Im allgemeinen ist die optimale Menge etwa 5 % oder mehr. In dem Maß, indem die zugesetzte Chrommenge gesteigert wird, erhöht sich die Viskosität des Salzbades, bis diese so hoch ist, daß das Eintauchen der Probe schwierig wird, so daß man eine geeignete imprägnierte Schicht gleichförmiger Dicke nicht mehr erhält. Aufgrund dieser Beschränkung ist es in der Praxis nicht erwünscht, mehr als 60 % zuzugeben.
109838/ 1 238
Als Material für das Gefäß, das das Bad enthält, kann entweder rostfreier Stahl oder Graphit verwendet werden. Wenn rostfreier Stahl als Behältermaterial verwendet wird, kann eine sehr geringe Menge Chrom während des Verfahrens herausgelöst werden, Jqdoch diffundiert das in dieser Veise abgetrennte Chrom gegebenenfalls ohne Schaden in die Substratprobe. Der Verlust an Chrom aus dem Gefäß aus rostfreiem Stahl bei diesem Verfahren ist .zu vernachlässigen und Gefäße aus rostfreiem Stahl sind für die industrielle Verwendung geeignet.
Die Temperatur, die beim Verfahren eingehalten wird, erstreckt sich von der Temperatur, bei der die Badzusammensetzung schmilzt bis zum Schmelzpunkt des Substrats. In der Praxis erstreckt sich die Behandlungstemperatur von 700 bis 11000C in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Bildung der inchromierten Schicht, der gewünschten Schichtdicke und dem Material, aus dem das Gefäß hergestellt ist. Wenn Stahl mit einem niedrigen Umwandlungspunkt behandelt werden soll, werden Materialien zu dem Bad zugesetzt, um dessen Schmelzpunkt au erniedrigen und somit Beanspruchungen, die sich aufgrund der Umwandlung ergeben, zu vermeiden. Der Schmelzpunkt von Borax beträgt z.B. etwa 74-00C und, wenn ein Stahl mit einem Umwandlungspunkt von . niedriger als 74-00C behandelt werden soll, können Alkalihalogenide, wie NaCl, KCl und NaF,oder Oxyde, wio -P^O1-, oder Hydroxyde, wie NaOH und KOH oder Sulfate, Carbonate oder Nitrate, zugesetzt werden. Es sei jedoch gesagt, daß ein wirksames Inchromieren bei Temperaturen niedriger als 6000C nicht eintritt.
Die Behandlungszeit hängt von der gewünschten Dicke der inchromierten Schicht ab. Die minimale Behandlungszeit beträgt etwa eine Stunde, v/obei die v/irkIiehe Zeit von der Behandlungstemperatur abhängt. Obwohl die Dicke der imprägnierten Schicht mit dem Ansteigen der Behandlungszeit zuniiimt, ist es iia allgemeinen nicht notwendig, die Behandlung li'iv^r als 30 Stunden durchzuführen, da die gewünschte Dicke jiorwi&lerwi?i;■(·.· .im Verlaufe dieses Zeitraums erreicht -,/erden kann.,
109838/1238
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung weiter erläutern.
Beispiel 1
Ein Bad, das aus JOO g Borax (67 %) und 150 g Ferrochrom (6? % Chrom) bestand, wurde in einem Graphittiegel auf 1000°G erhitzt. Eine Probe aus reinem Eisen mit einem Durchmesser von
14 mm und einer Länge von 10 mm wurde 8 Stunden in dieses SaI bad eingetaucht, dann daraus entnommen, an der Luft getrocknet und während 2 Stunden in siedendes Wasser getaucht, um die ver bliebenen Spuren der Salzschmelze zu entfernen. Proben anderer Stahlarten wurden ebenfalls hergestellt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengefasst.
Tabelle I
Probe Zusammensetzung Bad
Temp.
0G
Eintauch-
seit
Std.
Figur
Nr.
Dicke
P
Eisen reines Eisen 1000 8 1 100
JIS S10C Kohlenstoffbau
stahl
1000 4 2 20
JIS S4-5C Kohlenstoffbau-
stahl
1000 8 3 30
JIS SK2 Kohlenstoffbau-
stahl
800 24 4 15
JIS FC25 graues Gußeisen 1000 8 5 25
JIS = Japan Industrial Standards
Wie sich aus den Figuren klar ergibt, wurden auf allen Proben imprägnierte Schichten gebildet und in allen Fällen waren die Schichten nicht porös und die Oberflächen waren glatt.
Die Höntgenstrahlonanalyse der imprägnierten Schichten zeigte, daß die α-Phase ("Fhst lösung - Fe-Cr) in reinem Biy-n und in
SIOG gebildet wurdf,, und daß bei den Materialien S-'^C, BKP. wad "P025 zusätzlich υλϊ eier α-Phase sich die Carbide ILp7 und
109838/1238
bildeten. Die XJntersixcixung der Slementverteilung mit Hilfe der Elektronenmikrosonde zeigte, daß der Cliromgehalt an der Oberfläche bei den Materialien S45G und SK2 50 % überstieg und bei reinem Eisen höher als 20 % lag. Biese Ergebnisse zeigen, daß, wenn ein Substrat in ein gemischtes Bad aus Borax und Ferrochrom getaucht wird, eine wesentliche Menge Chrom in die Oberflächenschicht eindringt, und daß, wenn Kohlenstoff in dem Substrat vorhanden ist, wie es bei den Materialien S^G, SK2 und F025 der Fall ist, sich in der Oberflächenschicht ebenfalls Ghromcarbide bilden.
Beispiel 2
500 g eines gemischten Pulvers, das aus 95 % Borax und 5 % Ferrochrom bestand (in allen Beispielen wurden ein Ferrochrom, das 6? % Chrom enthielt, verwendet), wurdenauf 100O0C in einem Gefäß aus rostfreiem Stahl erhitzt und eine Probe aus SK2 wurde 6 Stunden in das geschmolzene Salzbad eingetaucht, dann daraus entnommen, an der Luft getrocknet und in siedendes Wasser getaucht, um die Badrückstände abzutrennen. Die Mikrophotographie seigte, daß die imprägnierte Schicht etwa 20 ρ dick war. Es zeigte sich keine sichtbare Korrosion an der inneren Oberfläche des Gefäßes aus rostfreiem Stahl. Daraus ergibt sich, daß eine zufriedenstellende Imprägnierung mit Chrom bei einem Bad mit einem Ferroehromgehalt von 5 % erzielt werden kann? und daß ein Gefäß aus rostfreiem Stahl für die undustriel-Ie Verwendung geeignet ist.
Beispiel 3
500 g eines gemischten Pulvers, das aus 80 % wasserfreier Borsäure und 20 % Ferrochrom bestand, wurde in einem Graphittiegel auf 10000C erhitzt. Dann wurde eine Probe aus dem Material SK2 8 Stunden in das Bad eingetaucht, daraus entnommen und in siedendes Wasser eingebracht, um die Badrückstände zu entfernen. Die Untersuchung mit dem Mikroskop zeigte, daß sich eine chromimprägnierte Schicht mit einer Dicke von et via 15 ρ gebildet hatte.
109838/1238
Beispiel M
500 g eines gemischten Pulvers, das 7352 % Borax und 20 % Ferrcchrom und 6,8 % Natriumchlorid zur Erniedrigung des Schmelzpunktes des Bades enthielt, wurden erhitzt, wobei das Bad bei 7000C vollständig geschmolzen war. Eine Probe aus S10C wurde 2M- Stunden in das Bad eingetaucht, dann aus dem Bad entnommen, in der Luft abgekühlt und in siedendes Wasser eingebracht, um die Badrückstände zu entfernen. Die Untersuchung mit Hilfe des Mikroskops zeigte eine chromimprägnierte Schicht mit einer Dicke von etwa 8 u. Daraus ergibt sich, daß das Verfahren bei einer Temperatur unte3?halb des Schmelzpunktes von Borax durchgeführt v/erden kann.
Beispiel 5
Ein Bad, das aus 70 % Borax und 30 % Ferrochrom bestand, wurde in einem Graphittiegel hergestellt und auf 10000C gebracht. Dann wurden Proben aus Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob, Nickel und Cobalt mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Länge von 10 mm in dieses Bad eingetaucht. Bei Wolfram, Molybdän, Tantal und Niob betrug die Badtemperatur 10000C und die Eintauchzeit 8 Stunden. Für die Proben aus Nickel und Cobalt wurde eine Eadtemperatur von 9000C und eine Eintauchzeit von 8 Stunden verwendet. Nach dem Eintauchen und nach der Entnahme aus dem Bad wurde der Badrückstand mit Hilfe von siedendem Wasser abgetrennt. Eine mikroskopische Untersuchung der Querschnitte der obigen Proben zeigte, daß imprägnierte Schichten mit Dicken von 8 bis 20 u hergestellt wurden. Die Röntgenfluoreszenzanalyse zeigte, daß alle Oberflächen mit Chrom imprägniert waren. Daraus ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für nicht-eisenhaltige Metalle als auch für eisenhaltige Metalle geeignet ist.
Beispiele
500 g eines gemischten Pulvers, das 70 % Borax und 30 % Ferrochrom enthielt, wurde in einem Graphittiegel auf 10000C gebracht. Zwei Proben, jeweils der Materialien S10C und S45C wurden während 8 Stunden in den Tiegel eingetaucht, daraus entnommen und an der Luft getrocknet und mit siedendem Wasser von Bad-
109838/1238
rückstanden gereinigt.
Die Oxydationsbeständigkeit der behandelten Proben wurde mit der von unbehandelten Proben aus den Materialien S1OC, S4-50 und SUS27 -(rostfreier Stahl) der gleichen Größe und Form wie die behandelten Proben verglichen, indem man alle Proben während 2 Stunden in einem Ofen auf 700ύ0 erhitzte.
Auf den Oberflächen der unbehandelten Proben aus S1OC und S4-5C erschien ein merklicher Oxydzunder, der teilweise abblätterte. Andererseits war im wesentlichen keine Zunderbildung auf den behandelten Proben aus S1OC und S4-5C zu bemerken und weiterhin war die Gewichtszunahme aufgrund der Oxydation in keinem Fall größer als die der Probe aus SÜS27, wie es sich aus der folgenden Tabelle II ergibt.
Tabelle II
Probe Gewichtszunahme aufgrund der Oxydation,
mg/cm2
unbehandelt
JIS SIOC
JIS S10C
JIS SUS27
behandelt 0,12
0,62
0,09
0,02
0,09
Die Korrosionsbeständigkeit der verschiedenen Proben wurde durch Eintauchen während 4 Stunden in eine wässrige 10 %-ige HCl-Lösung bei Raumtemperatur untersucht. Die unbehandelten Proben aus S100 und S45C korrodierten-stark und entwickelten rauhe Oberflächen» wogegen die Oberflächen der behandelten Materialien aus S10C und S45C praktisch unangegriffen blieben und der Gewichtsverlust aufgrund des Eintauchens in die HGl entsprach, wie sich aus der folgenden Tabelle III ergibt, etwa dem der Probe, die aus SUS27 bestand.
109838/1238
- ίο -
Tabelle III
Probe Gewichtsverlust aufgrund der Korrosion
mg/cm2
unbehandelt
JIS S10C
JIS S4-5C
JIS SUS27
behandelt 36,7
22,7
0,25
0,30
0,12
Diese Werte zeigen, daß die Oxydationsbeständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit von Kohlenstoffstählen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Inchromierungsbehandlung beträchtlich verbessert werden kann.
Beispiel 7
500 g eines gemischten Pulvers aus 70 % Borax und 20 % Ferrochrom wurden in einem Graphittiegel auf 9000C erhitzt. Eine Probe aus dem Material SED 1 (Werkzeugstahllegierung) mit einer Dicke von 5 nun» einer Breite von 15 mm und einer Länge von 70 mm wurde 24- Std."in das geschmolzene Bad eingetaucht, daraus entnommen, an der Luft abgekühlt und mit Hilfe von siedendem Wasser von Badrückständen gereinigt. Die mikroskopische Unterschung eines Querschnittes zeigte eine imprägnierte Schicht mit einer Dicke von 25 U und die JRöntenstrahleiianalyse zeigte Car-
ff Z-I
bide der Arten
und
Die behandelte Probe aus SKD1 und eine Vergleichsprobe aus SKD1 der gleichen Größe und Form wurden einem Ogoshi-Art»Abnutzungstest unterworfen, bei dem die Vergleichsprobe abgeschreckt und in einem Salzbadofen getempert wurde. Bei dem Test wurde normalisiertes S45C als gegenüberliegendes Gleitmaterial und eine Gleitdistanz von 600 m unter einer Belastung von 3*3 kg ohne Schmierung verwendet.
Wie sich aus der Tabelle IV ergibt, betrug die abgenutzte Men-
109836/1238
ge der behandelten Probe aus SKD1 etwa die Hälfte bis zu einem Fünftel der Menge der Vergleichsprobe.
(Tabelle IV
Proben Abnutzungsmenge (mm-^ bei einer Belastung von
1 kg nach einer Gleitstrecke
von 1 m)
bei einer Gleitgeschw..
. " von 4,5 m/Sek.
behandelt
unbehandelt
bei einer Gleitgeschw.
von Q,105 m/Sek.
3,8 χ 10~5
17,3 x 10~5
4,7 x-10"5
10,6 y 10"^
Wie sich aus diesen Werten ergibt, wird die Abnützungsbeständigkeit bzw., Festigkeit eines kohlenstoffreichen Stahles durch die Bildung einer inchromierten Schicht, die ein Carbid enthält, beträchtlich gesteigert.
Wie sich aus den obigen Beispielen ergibt, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oberflächen von sowohl eisenhaltigen als auch nicht-eisenhaltigen Metallen, die durch Eintauchen und Halten in einem geschmolzenen Salzbad, das Chrom und Boroxyd oder Borat enthält, behandelt werden, mit Hinsicht auf die Oxydationsbeständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit und die Abnützungsbeständigkeit beträchtlich verbessert. Weiterhin kann sowohl die Intensität als auch die Inchromierungstiefe durch die Auswahl der Arbeitstemperatur und der Eintauchzeit gesteuert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in großem Maße anwendbar für die Behandlung von Maschinenteilen, die eine Korrosions-, Oxydations- und Abnützungs-Beständigkeit besitzen müssen.
109838/1238

Claims (16)

  1. Patentansprüche
    Λ.J Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Metallwerkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß man ein geschmolzenes Salzbad, das mindestens ein borhaltiges Salz und ein chromhaltiges Metall enthält,, herstellt und das Metallwerkstück in das geschmolzene Salzbad eintaucht.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das borhaltige Salz BpO, oder ein Borat ist.
  3. 3· Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Borat Li2B4O7, Na2B4O1-, oder K2B4O1-, ist..
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das chromhaltige Metall metallisches Chrom oder Perrochrom ist.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad 1 bis 60 Gew.-% des chromhaltiges Materials enthält.
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Salzbades während des Eintauchens des Werkstückes zwischen 7000C und 11000C liegt.
  7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchzeit zwischen etwa 1 und 30 Stunden liegt.
  8. 8·. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Salzbad durch Erhitzen und Schmelzen mindestens eines borhaltigen Salzes und der Zugabe eines chromhaltigen Metalles gebildet wird.
  9. 9. . Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Salzbad in einem Graphittiegel oder einem Gefäß aus rostfreiem Stahl enthalten ist.
    109838/ 1 238
  10. 10. Verfaliren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Werkstück aus einem eisenhaltigen Material besteht.
  11. 11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das eisenhaltige Material Eisen, Kohlen'stof fbaustahl, Kohlenstoff werkzeugstahl, graues Gußeisen, rostfreier Stahl oder Legierungsstahl ist.
  12. 12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Werkstück aus einem nicht-eisenhaltigen Ma terial besteht.
  13. 1J. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-eisenhaltige Material W, Mo, Ta, Nb, Ni oder Co ist.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Salzbad ein Material enthält, das den Schmelzpunkt des Bades erniedrigt.
  15. 15· Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Material NaCl, KCl, NaF, P5O5, Na0H» K0H oder eine Mi~ schung davon ist.
  16. 16. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in Luft durchgeführt wird.
    109838/1238
    Leerseite
DE19712110414 1970-03-06 1971-03-04 Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Metallwerkstücks Expired DE2110414C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1943770 1970-03-06
JP45019437A JPS4938416B1 (de) 1970-03-06 1970-03-06

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2110414A1 true DE2110414A1 (de) 1971-09-16
DE2110414B2 DE2110414B2 (de) 1976-09-23
DE2110414C3 DE2110414C3 (de) 1977-04-28

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2396809A1 (fr) * 1977-07-07 1979-02-02 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk Procede et composition pour former une couche carburee sur la surface d'un objet en alliage de fer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2396809A1 (fr) * 1977-07-07 1979-02-02 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk Procede et composition pour former une couche carburee sur la surface d'un objet en alliage de fer

Also Published As

Publication number Publication date
GB1305681A (de) 1973-02-07
JPS4938416B1 (de) 1974-10-17
DE2110414B2 (de) 1976-09-23
US3671297A (en) 1972-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1796175C2 (de) Hochtemperaturkorrosions- und zunderbeständige Diffusionsschutzschicht auf Gegenständen aus hochwarmfesten Legierungen auf Nickel- und/oder Kobaltbasis
CH459700A (de) Verfahren zum Erzeugen einer Diffusionsschicht auf einem mindestens zum überwiegenden Teil aus Eisen bestehenden Körper
DE2819856C2 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Carbidschicht aus Chrom, Vanadin, Niob und/oder Tantal auf Gegenständen aus Stahl oder legiertem Stahl und Schmelzbad zur Durchführung des Verfahrens
DE2322158C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Car bidschicht auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sintercarbidgegenstandes
US3671297A (en) Method of chromizing in a fused salt bath
DE69125398T2 (de) Verfahren zur herstellung eines tauchteiles für schmelzbad
US4250208A (en) Method for forming a two-layered carbide surface on a ferrous-alloy article and resulting product
DE3725321C2 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Gegenstandes aus Eisen oder einer Eisenlegierung
DE2702804A1 (de) Verfahren zur vorerhitzung und vorbereitung von eisenmetall fuer die galvanisierung
DE2322159C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines geschmolzenen Behandlungsbades zur Erzeugung einer Vanadin-, Niob- oder Tantalcarbidschicht auf der Oberfläche von mindestens 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltenden Werkstücken aus Eisen, Eisenlegierungen oder Sintercarbid
DE2917019C2 (de) Verfahren zur Metallisierung von Verbundmaterial und dazu geeignete Badzusammensetzung
DE2322157C3 (de) Verfahren zur kathodischen Herstellung einer Vanadin- und/oder Niob- und/oder Tantalcarbidschicht auf der Oberflache eines mindestens 0,05 Gew.-°/o Kohlenstoff enthaltenden Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sintercarbidgegenstandes K.K. Toyota Chuo Kenkyusho, Na-
US3959092A (en) Method for a surface treatment of cemented carbide article
DE2110414C3 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Metallwerkstücks
DE2356675C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines geschmolzenen Behandlungsbades zur Erzeugung einer Chromcarbidschicht auf der Oberfläche eines mindestens 0,06% Kohlenstoff enthaltenden Gegenstandes aus Eisen, einer Eisenlegierung oder Wolframsintercarbid
DE2417920B2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Chromcarbidschicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes aus Eisen, einer Eisenlegierung oder Hartmetall
CH440904A (de) Verfahren zum Aufbringen einer chromhaltigen Schicht
DE1446117C3 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Diffusionsschicht auf Gegenständen aus Legierungen
DE2355396C3 (de) Kathodische Abscheidung von harten Überzügen auf Sintercarbidgegenständen
DE2531835C3 (de) Verfahren zur Bildung eines Überzugs auf der Grundlage von Nickel und/oder Kobalt auf Gegenständen aus hochwarmfesten Metallmaterialien
DE4238220C1 (en) Mixt. for diffusion coating ferrous material - contains chromium@, tantalum carbide, ammonium chloride, and alumina
DE2829976C2 (de) Gemisch, enthaltend Borsäure, Natriumborat und/oder Kaliumborat zur Erzeugung einer Carbidschicht und Verfahren zur Erzeugung der Carbidschicht
DE2502275A1 (de) Ueberzogene, verbundene carbide und verfahren zu ihrer herstellung
DE2053063C3 (de) Verfahren zur Abscheidung von Metallkarbidschichten
DE2366381C2 (de) Verfahren zum kathodischen Härten der Oberfläche eines Werkstücks aus Metall oder einer Metallegierung mit einem Schmelzpunkt von über 700°C

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977