DE2110414A1 - Verfahren zur Oberflaechenbehandlung von Metallen und Metallegierungen - Google Patents
Verfahren zur Oberflaechenbehandlung von Metallen und MetallegierungenInfo
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/18—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
- C23C10/20—Solid 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
- C23C10/24—Salt 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.
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.
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.
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
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.
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.
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
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.
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.
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.
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 -
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.
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)
- PatentansprücheΛ.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. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das borhaltige Salz BpO, oder ein Borat ist.
- 3· Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Borat Li2B4O7, Na2B4O1-, oder K2B4O1-, ist..
- 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das chromhaltige Metall metallisches Chrom oder Perrochrom ist.
- 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad 1 bis 60 Gew.-% des chromhaltiges Materials enthält.
- 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Salzbades während des Eintauchens des Werkstückes zwischen 7000C und 11000C liegt.
- 7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchzeit zwischen etwa 1 und 30 Stunden liegt.
- 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. . 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. Verfaliren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Werkstück aus einem eisenhaltigen Material besteht.
- 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. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Werkstück aus einem nicht-eisenhaltigen Ma terial besteht.
- 1J. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-eisenhaltige Material W, Mo, Ta, Nb, Ni oder Co ist.
- Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Salzbad ein Material enthält, das den Schmelzpunkt des Bades erniedrigt.
- 15· Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Material NaCl, KCl, NaF, P5O5, Na0H» K0H oder eine Mi~ schung davon ist.
- 16. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in Luft durchgeführt wird.109838/1238Leerseite
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)
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)
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 |