DE2110414C3

DE2110414C3 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Metallwerkstücks

Info

Publication number: DE2110414C3
Application number: DE19712110414
Authority: DE
Inventors: Noboru; Arai Tohru; Mizutani Masayoshi; Nagoya Aichi Komatsu (Japan)
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1970-03-06
Filing date: 1971-03-04
Publication date: 1977-04-28

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Metallwerkstücks mit Hilfe eines geschmolzenen Behandlungsbads, mit dem auf der Oberfläche des Metalls eine chromimprägnierte Schicht mit feiner Struktur und mit ausgezeicnneter Korrosions-, Oxidations- und Abnützungsbeständigkeit gebildet wird.

Bisher wurde das Überziehen oder Diffusionsimprägnieren einer Metalloberfläche mit Chrom als Mittel zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und der Oxidationsbeständigkeit von eisenhaltigen Materialien verwendet. Neuerdings wurde dieses Verfahren modifiziert, so daß es auf nichteisenhaltige Materialien, wie z. B. auf die in der Raumfahrtindustrie verwendeten hitzefesten Legierungen, anwendbar ist.

Die üblichen Verfahrensweisen zum Überziehen oder Diffusionsimprägnieren einer Metalloberfläche mit Chrom sind die elektrochemische Abscheidung, die Zementation und die Abscheidung aus der Dampfphase. Die Korrosionsbeständigkeit von elektrochemisch aufgebrachten Abscheidungen ist jedoch auf Grund der Anwesenheit von kleinen Löchern oder Poren nicht zufriedenstellend und weiterhin ist die Adhäsion zwischen dem aufgebrachten Überzug und dem Substrat auf Grund des NichtVorhandenseins einer Diffusionsschicht zwischen dem Überzug und dem Substrat nicht ausreichend, so daß der Überzug dazu neigt, sich abzulösen bzw. abzublättern.

Die Zementation und die Abscheidung aus der DamDfDhase sind der elektrochemischen Abscheidung, was die Adhäsion des Überzugs anbetrifft überlegen, da das Chrom bei dem Verfahren in das Substrat eindiffundiert und eine Schicht mit einer dazwischenliegenden Zusammensetzung geschaffen wird.

Die Zementation ist jedoch für einen kontinuierlichen Betrieb ungeeignet, so daß damit eine Großproduktion nicht durchführbar ist und weiterhin ist der Schutz gegen die Oxidation, der dadurch erreicht wird, nicht ausreichend. Die Abscheidung aus der Dampfphase ist ebenfalls für einen kontinuierlichen Betrieb ungeeignet und erfordert komplizierte und aufwendige Vorrichtungen.

Es wurden daher Versuche gemacht eine Metalloberfläche mit Chrom zu imprägnieren, indem man das Metall in eine Chrom enthaltende Salzschmelze eintaucht Ein bekanntes Verfahren dieser Art besteht darin, daß man das Metallsubstrat in ein gemischtes Salzbad aus Chrom(Il)-chlcrid, Bariumchlorid, Natriumchlorid und metallisches Chrom eintaucht. Jedoch ist dieses Verfahren unpraktisch und wurde nicht angewand.t, da dabei ein Erhitzen in einer Argonatmosphäre notwendig ist, um die Oxidation des Substrats zu verhindern, und da bei diesem Verfahren wegen der starken Korrosionswirkung des Salzes teure Zirkondioxidtiegel erforderlich sind.

Aus der US-PS 34 51 843 ist ein Verfahren zum Chromieren von Legierungen auf Eisen- und Nickel-Grundlage bekannt, bei dem ein geschmolzenes Salzbad verwendet wird, das Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetall-Halogenide, ein Eisen(Il)-Halogenid und Ferrochrom in feinverteiltem Zustand enthält. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, das Chromieren des Werkstücks in einer Schutzgasatmosphäre durchzuführen, wobei es auch erforderlich ist, die behandelten Gegenstände in einer nicht-oxidierten Atmosphäre abzukühlen, so daß dieses vorbekannte Verfahren für eine Massenproduktion nicht geeignet ist. Ferner wirkt das in dieser Patentschrift beschriebene Chromierbad stark korrodierend auf die zu behandelnden Metallgegenstände, was der glatten Oberfläche der Werkstücke abträglich ist.

Aus der US-PS 28 85 301 ist eine zum Chromieren von Eisen- und Stahlgegenständen geeignete Aufschlämmung bekannt, die als Hauptbestandteile pulverförmiges Glas und Chrompulver enthält und die zur Erniedrigung des Schmelzpunktes des Glases eine geringe Menge Borsäure oder Borat enthalten kann. Diese Aufschlämmung wird in Form einer Schicht auf die zu behandelnden Werkstücke aufgetragen, die dann in feuchtem oder getrocknetem Zustand in den Ofen eingebracht und auf eine Temperatur erhitzt werden, die höher liegt als der Schmelzpunkt des verwendeten Glases. Dieses Verfahren ist insofern nachteilig, als jedes Werkstück mit der Aufschlämmung beschichtet und damit vollständig umhüllt werden muß, was bei kompliziert geformten Werkstücken nicht einfach ist Weiterhin ist die Viskosität der aufgebrachten geschmolzenen Schicht sehr hoch, so daß lange Behandlungszeiten erforderlich sind, da das Chrom dei Glasschicht, die das Werkstück unmittelbar bedeckt sehr schnell verbraucht sein wird und die Zufuhi frischen Chroims erschwert wird, da nur eine begrenzte Chrommenge zugeführt werden kann.

In der GB-PS 9 09 239 ist schließlich eine Methode zum Behandeln von Metallgegenständen beschrieben gemäß der die Werkstücke in eine pulverförmigf Behandlungsmasse eingepackt werden, aus der gleich zeitig Bor und ein Metall in das Werkstück eindiffundie

ren. Die pulverförmige Packmasse besteht aus etwa 94 Gew.-% Sand, 1 Gew.-% Borsäure und 5 Gew.-% pulverförmigem ChrommetalL so daß das bei 1000⁰C behandelte Werkstück mit 3 verschiedenen Phasen in Berührung steht, nämlich Borsäuretröpfchen, Siliciumdioxid-Teilchen und Chrom-Teilchen, da die letzteren Produkte einen Schmelzpunkt oberhalb ICKK)⁰C aufweisen. Demzufolge diffundieren Bor und Chrom unabhängig voneinender in das Werkstück ein.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Bildung einer chromimprägnierten Schicht mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Abnutzungsfestigkeit mit feiner Struktur auf der Oberfläche von Metallwerkstükken zu schaffen, bei dem keine komplizierten Vorrichtungen benötigt werden, das einfach und an der Luft durchgeführt werden kann, eine chromimprägnierte Schicht genügender und steuerbarer Dicke auf der Oberfläche ausbildet und bei dem ein geschmolzenes Bad verwendet wird, das nicht korrodierend wirkt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Metallwerkstücks mit Hilfe eines geschmolzenen Behandlungsbades gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Werkstück in ein geschmolzenes Bad eintaucht, das mindestens Boroxid oder ein Borat und ein chromhaltiges Metall enthält.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher die Diffusionsimprägnierung einer Substratoberfläche mit Chrom, indem man das zu behandelnde Material in ein Salzbad eintaucht und darin beläßt, das mindestens Boroxid oder ein Borat 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 Luft durchgeführt werden. Weiterhin ist die gebildete Oberflächenschicht strukturell fein und nicht porös und zeigt eine ausgezeichnete Korrosions-, Oxidations- und Abnützungsbeständigkeit. Der Grund, warum eine nicht-oxidierende Atmosphäre bei diesem Verfahren nicht notwendig ist, liegt darin, daß das Boroxid oder das Borat bei relativ niedrigen Temperaturen eine Schmelze bildet, in der sich das Chrom löst und weiterhin löst das Boroxid oder das Borat jedes Oxid 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 inerten Atmosphäre durchgeführt werden.

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Mikrophotographien wird die vorliegende Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt die Mikrophotographie von inchro· miertem, reinem Eisen;

die Fig.2 zeigt eine Mikrophotographie von inchromiertem Kohlenstoff-Baustahl (Stahl A);

die Fig.3 zeigt die Mikrophotographie eines inchromierten Kohlenstoff-Baustahls (Stahl B);

die Fig.4 zeigt die Mikrophotographie eines inchromierten Kohlenstoff-Werkzeugstahls (S^ahl C) und

die Fig.5 zeigt die Mikrophotographie von inchromiertem grauem Gußeisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, indem man eine Probe in ein geschmolzenes Bad eintaucht, das mindestens Boroxid oder ein Borat und ein chromhaltiges Metall enthält. Als Borate können Alkalimetallborate, wie Lithiumborat, Natriumborat, Kaliumborat oder Mischungen davon verwendet werden. Als chromhaltiges Metall kann natürlich metallisches Chrom verwendet werden oder Ferrochrom (Fe-Cr). Es ist wirtschaftlich von Vorteil, die Ferrochromverbindung zu verwenden. Um eine genügend inchromierte Schicht zu erreichen, und damit die gewünschte Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit des Substrats zu erzielen, muß mindestens etwa 1 % des chromhaltigen Metalls vorhanden sein. Im allgemeinen beträgt die optimale Menge etwa 5% oder mehr. In dem

ίο Maß, in dem die zugesetzte Chrommenge gesteigert wird, erhöht sich die Viskosität des geschmolzenen Bades, bis diese so hoch ist, daß das Eintauchen der Probe schwierig wird, so daß man eine geeignete imprägnierte Schicht gleichförmiger Dicke nicht mehr erhält. Auf Grund dieser Beschränkung ist es in der Praxis nicht erwünscht, mehr als 60% zuzugeben.

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, jedoch diffundiert das in dieser Weise 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 1100°C 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 zu erniedrigen und somit Beanspruchungen, die sich auf Grund der Umwandlung ergeben, zu vermeiden. Der Schmelzpunkt von Borax beträgt z. B. etwa 740⁰C, und wenn ein Stahl mit einem Umwandlungspunkt von niedriger als 740⁰C behandelt werden soll, können Alkalihalogenide, wie NaCl, KCl und NaF, oder Oxide, wie P₂O₅, oder Hydroxide, wie NaOH und KOH oder Sulfate, Carbonate oder Nitrate, zugesetzt werden. Es sei jedoch gesagt, daß ein wirksames Inchromieren bei Temperaturen von weniger als 600° C nicht eintritt.

Die Behandlungszeit hängt von der gewünschten Dicke der inchromierten Schicht ab. Die minimale Behandlungszeit beträgt etwa eine Stunde, wobei die wirkliche Zeit von der Behandkingstemperatur abhängt. Obwohl die Dicke der imprägnierten Schicht mit dem Ansteigen der Behandlungszeit zunimmt, ist es im allgemeinen nicht notwendig, die Behandlung länger als 30 Stunden durchzuführen, da die gewünschte Dicke normalerweise im Verlaufe dieses Zeitraums erreicht werden kann.

Das erfindungsgemäß zu behandelnde Metallwerkstück kann aus einem eisenhaltigen Metall, wie Eisen, Kohlenstoffbaustahl, Kolilenstoffwerkzeugstahl, Grauguß, rostfreiem Stahl oder Legierungsstahl oder aus einem nicht-eisenhaltigen Material, wie Wolfram, Molybdän,Tantal, Niob, Nickel oder Kobalt bestehen.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. In diesen Beispielen werden verschiedene Legierungen angesprochen, die abgekürzt mit den Bezeichnungen Stahl A, Stahl B, Stahl C, Stahl

D, Stahl E und graues Gußeisen bezeichnet werden. Diese Werkstoffe besitzen die in der folgenden Tabelle angegebenen Zusammensetzungen.

Tabelle I

Bezeichnung Nr.	C (%)	Si (%)	Mn (%)	P (%)	S (%)	Cr (%)	Ni (%)
Stahl A	0,10	0.25	0,45	weniger als	weniger als
				0,030	0,035
Stahl B	0,45	0.25	0,45	weniger als	weniger als
				0.030	0,035
Stahl C	1,2	weniger als	weniger als	weniger als	weniger als
		0.35	0,5	0,03	0,03
Stahl D	2,1	weniger als	weniger als	weniger als	weniger als	13,5
		0,4	0,6	0,03	0,03
Stahl E	weniger als	weniger als	weniger als	weniger als	weniger als	19.0	9.25
	0,08	1.0	2.0	0,04	0,03
Graues	Zugfestigkeit	= mehr als 26	kg/mm²
Gußeisen:
	Beispi	el 1			Beispiel 2

Ein Bad aus 300 g Borax (67%) und 150 g Ferrochrom (67% Chrom) wird in einem Graphittiegel auf 1000⁰C erhitzt. Eine Probe aus reinem Eisen mit einem Durchmesser von 14 ram und einer Länge von 10 mm wird 8 Stunden in dieses Salzbad eingetaucht, dann daraus entnommen, an der Luft getrocknet und während 2 Stunden in siedendes Wasser getaucht, um die verbliebenen Spuren der Salzschmelze zu entfernen. Proben anderer Stahlarten werden ebenfalls hergestellt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt.

Tabelle 11

Probe Bad- Kintauch- Figur Dicke

Temperatur zeit Nr.

⁰C Std. μπι

500 g eines gemischten Pulvers aus 95% Borax und 5% Ferrochrom (in allen Beispielen wird ein Ferro-

chrom, das 67% Chrom enthält, verwendet) werden in einem Gefäß aus rostfreiem Stahl auf 1100⁰C erhitzt und eine Probe aus dem Stahl C wird 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 zeigt, daß die imprägnierte Schicht etwa 20 μηι dick ist. Es zeigt sich keine sichtbare Korrosion an der inneren Oberfläche des Gefäßes aus rostfreiem Stahl Daraus ergibt sich, daß eine zufrieden-

stellende Imprägnierung mit Chrom bei einem Bad mit einem Ferrochromgehalt von 5% erzielt werden kann und daß ein Gefäß aus rostfreiem Stahl für die industrielle Verwendung geeignet ist

Eisen	1000	8	1	100
Stahl A	1000	4	2	20
Stahl B	1000	8	3	30
Stahl C	800	24	4	15
Graues	1000	8	5	25
Gußeisen

Wie sich aus den Figuren klar ergibt, werden auf allen Proben imprägnierte Schichten gebildet und in allen Fällen sind die Schichten nicht porös und die Oberflächen glatt

Die Röntgenstrahlenanalyse der imprägnierten Schichten zeigt, daß in reinem Eisen und in dem Stahl A die «-Phase (feste Lösung = Fe-Cr) gebildet wurde, und daß bei den Stählen B und C und dem grauen Gußeisen zusätzlich zu der α-Phase sich die Carbide M7C3 und M23C6 gebildet haben. Die Untersuchung der Elementverteilung mit Hilfe der Elektronenmikrosonde zeigt, daß der Chromgehalt an der Oberfläche bei den Stählen B und C 50% übersteigt und bei reinem Eisen höher als 20% liegt. Diese 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 Stählen B und C und dem grauen Gußeisen der Fall ist. sich in der Oberflächenschicht ebenfalls Chromcarbide bilden.

Beispiel 3

500 g eines gemischten Pulvers aus 80% wasserfreier Borsäure und 20% Ferrochrom werden in einem Graphittiegel auf 1000° C erhitzt Dann wird eine Probe aus dem Stahl C 8 Stunden in das Bad eingetaucht, daraus entnommen und in siedendes Wasser eingebracht, um die Badrückstände zu entfernen. Die Untersuchung mit dem Mikroskop zeigt daß sich eine

chromimprägnierte Schicht mit einer Dicke von etwa 15 μπι gebildet hat.

Beispiel 4

500 g eines gemischten Pulvers, das 73,2% Borax unc 20% Ferrochrom und 6,8% Natriumchlorid zui Erniedrigung des Schmelzpunktes des Bades enthält werden erhitzt, wobei das Bad bei 700⁰C vollständii geschmolzen ist Eine Probe aus dem Stahl A wird 2' Stunden in das Bad eingetaucht, dann aus dem Ba( entnommen, in der Luft abgekühlt und in siedende Wasser eingebracht, um die Badrückstände zu entfer nen. Die Untersuchung mit Hilfe des Mikroskops zeig

eine chromimprägnierte Schicht mit einer Dicke voi etwa 8 μπι. Daraus ergibt sich, daß das Verfahren bc einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes voi Borax durchgeführt werden kann.

Beispiel 5

Ein Bad aus 70% Borax und 30% Ferrochrom wird in einem Graphittiegel hergestellt. Dann werden Proben aus Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob, Nickel und Kobalt mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Länge von 10 mm in dieses Bad eingetaucht. Bei Wolfram, Molybdän, Tantal und Niob beträgt die Badtemperatur 1000°C und die Eintauchzeit 8 Stunden. Für die Proben aus Nickel und Kobalt werden eine Badtemperatur von 900⁰C und eine Eintauchzeit von 8 Stunden angewandt. Nach dem Eintauchen und nach der Entnahme aus dem Bad wird der Badrückstand mit Hilfe von siedendem Wasser abgetrennt. Eine mikroskopische Untersuchung der Querschnitte der obigen Proben zeigt, daß imprägnierte Schichten mit Dicken von 8 bis 20 um gebildet wurden. Die Röntgenfluoreszenzanalyse zeigt, daß alle Oberflächen mit Chrom imprägniert sind. Daraus ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für nichteisenhaltige Metalle als auch für eisenhaltige Metalle geeignet ist.

Tabelle IV Tabelle 111

Gewichtszunahme aufgrund der
Oxidation mg/cm²

behandelt unbehandelt

Stahl A
Stahl B
Stahl E

0,02
0,09

0,12
0.62
0.09

Die Korrosionsbeständigkeit der verschiedenen Proben wird durch Eintauchen während 4 Stunden in eine wäßrige 10%ige HCl-Lösung bei Raumtemperatur untersucht. Die unbehandelten Proben aus den Stählen A und B korrodieren stark und entwickeln rauhe Oberflächen, wogegen die Oberflächen der behandelten Materialien aus den Stählen A und B praktisch unangegriffen bleiben; und der Gewichtsverlust auf Grund des Eintauchens .n die HCl enispri-ht, wie sich aus der folgenden Tabelle IV ergibt, etw« dem der Probe aus dem Stahl E.

55

60

65

Gewichtsverlust aufgrund der Korrosion mg/cm²

behandelt unbchandolt

Stahl Λ	0.30	36,7
Stahl B	0.12	22,7
Stahl E		0.25

Beispiel 6

500 g eines gemischten Pulvers aus 70% Borax und 30% Ferrochrom werden in einem Graphittiegel auf 1000⁰C gebracht. Zwei Proben aus den Stählen A und B werden während 8 Stunden in den Tiegel eingetaucht, daraus entnommen und an der Luft getrocknet und mit siedendem Wasser von Badrückständen gereinigt.

Die Oxidationsbeständigkeit der behandelten Proben wird mit der von unbehandelten Proben aus den Stählen A, B und E (rostfreier Stahl) der gleichen Größe und Form wie die behandelten Proben verglichen, indem man alle Proben während 2 Stunden in einem Ofen auf 700⁰C erhitzt.

Auf den Oberflächen der unbehandelten Proben aus den Stählen A und B erscheint ein merklicher Oxidzunder, der teilweise abblättert. Andererseits ist im wesentlichen keine Zunderbildung auf den behandelten Proben aus den Stählen A und B zu bemerken und weiterhin ist die Gewichtszunahme auf Grund der Oxidation in keinem Fall größer als die der Probe aus dem Stahl E, wie es sich aus der folgenden Tabelle 111 ergibt.

Diese Werte zeigen, daß die Oxidationsbeständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit von Kohlenstoffstählen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Inchromierungsbehandlung beträchtlich verbessert werden können.

Beispiel 7

500 g eines gemischten Pulvers aus 70% Borax und 20% Ferrochrom werden in einem Graphittiegel auf 900° C erhitzt. Eine Probe aus dem Stahl D (Werkzeugstahllegierung) mi; einer Dicke von 5 mm, einer Breite von 15 mm und einer Länge von 70 mm wird 24 Stunden in das geschmolzene Bad eingetaucht, daraus entnommen, an der Luft abgekühlt und mit Hilfe von siedendem Wasser von Badrückständen gereinigt. Die mikroskopische Untersuchung eines Querschnittes zeigt eine imprägnierte Schicht mit einer Dicke von 25 μίτι und die Röntgenstrahlenanalysc' zeigt Carbide der Arten M23G, und M7C3.

Die behandelte Probe aus de-n Stahl D und eine Vergleichsprobe aus dem Stahl D der gleichen Größe und Form werden einem Ogoshi-Abnutzungstest unterworfen, bei dem die Vergleichsprobe abgeschreckt und in einem Salzbadofen getempert wird. Bei dem Test werden normalisierter Stahl B als gegenüberliegendes Gleitmaterial und eine Gleildistanz von 600 m unter einer Belastung von 3,3 kg ohne Schmierung verwendet.

Wie sich aus der Tabelle V ergibt, beträgt die abgenutzte Menge der behandelten Probe aus dem Stahl D etwa die Hälfte bis zu einem Fünftel der Menge der Vergleichsprobe.

Tabelle V

Proben

50 Abnutzungsmenge (mm¹ bei einer Belastung von 1 kg nach einer Glcitstreckc von 1 m)

Bei einer Gleit- Bei einer Gleitgeschw. von geschw. von

0.105 m/Sek. 43 m/Sek.

Behandelt 4.7 · 10"* 3,8 ■ 10-5

Unbehandelt 10,6 ■ 10 ~s 173· 10 -s

Wie diese Werte erkennen lassen, wird die Abnüt zungsbeständigkeit bzw. Festigkeit eines kohlenstoffrei chen Stahles durch die Bildung einer inchromierter Schicht, die ein Carbid enthält, beträchtlich gesteigert.

Wie sich aus den obigen Beispielen ergibt, werder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oberflä chen von sowohl eisenhaltigen als auch nicht-eisenhalti gen Metallen, die durch Eintauchen und Halten in einen geschmolzenen Salzbad, das Chrom und Boroxid ode Borat enthält, behandelt werden, mit Hinsicht auf dii Oxidationsbeständigkeit und die Korrosionsbeständig keit und die Abnützungsbeständigkeit beträchtlicl verbessert. Weiterhin können sowohl die Intensität al auch die Inchromierungstiefe durch die Auswahl de

Arbeitstemperatur und der Eintauchzeit gesteuert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in großem Maße anwendbar für die Behandlung von Maschinenteilen, die eine Korrosions-, Oxidations- und Abnützungs-Beständigkeit besitzen müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Metallwerkstücks mit Hilfe eines geschmolzenen Behandlungsbads, dadurch gekennzeichnet, daß man das Werkstück in ein geschmolzenes Bad eintaucht, das mindestens Boroxid oder ein Borat und ein chromhaltiges Metall enthält

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ι ο zeichnet, daß das geschmolzene Bad als Borat Li₂B₄O₇, Na₂B₄O₇ oder K₂B₄O₇ enthält

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Bad als chromhaltiges Metall metallisches Chrom oder Ferrochrom enthält

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Bad t bis 60 Gew.-% des chromhaltigen Metalls enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des geschmolzenen Bades während des Eintauchens des Werkstücks zwischen 70O⁰C und HOO⁰C liegt

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Eintauchzeit zwischen etwa 1 und 30 Stunden anwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Bad ein Material enthält, das den Schmelzpunkt des Bades erniedrigt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in Luft durchgeführt wird.