DE2317176A1

DE2317176A1 - Verfahren zur bildung einer eisenmangan-karbid-schicht auf der oberflaeche eines gegenstandes auf basis einer kohlenstoff enthaltenden eisenlegierung

Info

Publication number: DE2317176A1
Application number: DE2317176A
Authority: DE
Inventors: Tohru Arai; Junji Endo; Noboru Komatsu; Mikio Obayashi
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1972-04-08
Filing date: 1973-04-05
Publication date: 1973-10-11
Also published as: US3857725A; FR2179819B1; JPS48102747A; CA1007524A; JPS5232334B2; FR2179819A1; GB1363837A; DE2317176B2

Description

Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Nagoyashi, Aichiken / Japan

Verfahren zur Bildung einer Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes auf Basis einer Kohlenstoff enthaltenden Eisenlegierung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes auf Basis einer Kohlenstoff enthaltenden Eisenlegierung, die mindestens 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthält, und betrifft ganz besonders die Bildung der Karbid-Schicht auf der Oberfläche des Gegenstandes in pulverartigem Behandlungsmaterial. Der Gegenstand auf Basis der Eisenlegierung mit der darauf gebildeten Karbid-Schicht hat eine stark verbesserte Härte und Verschleißfestigkeit.

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Es ist bekannt, daß die Eisen-Mangan-Karbid-Schicht, die auf der Oberfläche eines Eisengegenstandes gebildet wird, sehr hart ist und eine gute Verschleißfestigkeit besitzt und die Bildung von Eisen-Mangan-Karbid-Schichten ist auf Oberflächen von Metallformen, wie Patrizen und Matrizen, Werkzeugen, wie Kneifzangen"und Schraubenziehern, und mechanischen Teilen zum Zwecke der Verbesserung ihrer Verschleißfestigkeit angewandt worden. Als Verfahren zur Bildung der Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes aus einer Eisenlegierung sind die Dampfplattierung, das Metallbesprühen, das Entladungshärten (spark hardening) und das Einpackverfahren bekannt. Diese konventionellen Verfahren haben jedoch mehrere Nachteile. Das Dampfplattieren verwendet beispielsweise Halogenverbindungen als Quelle des zu plattierenden Metalls. Daher benötigt es eine komplizierte Apparatur, wie einen speziellen atmosphärischen Ofen und die Halogengase erodieren schnell die Apparatur. Das Metallsprühen erfordert ein teures Behandlungsmaterial und die Bindung der auf der Oberfläche des Gegenstandes gebildeten Schicht ist nicht sehr gut. Das Entladungshärten nimmt eine lange Behandlungszeit in Anspruch und die Oberfläche der gebildeten Schicht ist nicht sehr glatt. Auch die konventionelle Einpackmethode soll einen zu behandelnden Gegenstand in der Nicht-Oxydationsatmosphäre erhitzen oder einen verschlossenen Behälter, der einen zu behandelnden Gegen-

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stand enthält, erhitzen. Daher erfordert die Einpackmethode einen speziellen, atmosphärischen Ofen oder einen speziellen verschlossenen Behälter. Es ist der Hauptgegenstand der Erfindung, ein Verfahren zur Bildung einer Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes aus einer Eisenlegierung zu schaffen.

Es ist ein anderer Gegenstand dieser Erfindung, ein Verfahren zur Bildung einer Eisen-Mangan-Karbid-Schicht von (großer) Dichte und Gleichmäßigkeit auf der Oberfläche des Gegenstandes zu schaffen.

Es ist noch ein anderer Gegenstand dieser Erfindung, ein Verfahren zur Bildung einer Eisen-Mangan-Karbid-Schicht zu schaffen, das einfach zu handhaben und nicht teuer ist.

Es ist noch ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung, ein pulverförmiges Behandlungsmaterial zu schaffen, das zur Bildung einer Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes aus einer Eisenlegierung, die Kohlenstoff enthält, in der Luft und bei einer relativ niedrigen Temperatur geeignet ist. Andere Gegenstände dieser Erfindung ergeben sich aus dem Folgenden. Die neuen Merkmale, die als Charakteristica der Erfindung angesehen werden, sind im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen angegeben. Die Erfindung selbst, soweit sie das Herstellungsverfahren betrifft, zusammen mit weiteren Gegenständen und Vorteilen davon, wird am

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besten aus der folgenden Beschreibung von speziellen Ausführungsformen verstanden, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, in denen:

Fig. 1 eine Mikrophotographie darstellt, die eine Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf Kohlenstoffwerkzeugstahl zeigt, die gemäß Beispiel 1 gebildet wird;

Fig. 2 eine Mikrophotographie darstellt, die eine andere Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf Kohlenstoff-Werkzeugstahl zeigt, die gemäß Beispiel 1 gebildet wird;

Fig. 3 eine Mikrophotographie darstellt, die noch eine andere Eisen-Mangan-Karbid-Schicht zeigt, die auf Kohlenstoff-Werkzeugstahl gemäß Beispiel 1 gebildet wird;

Fig. 4 eine Photographie darstellt, die die Beziehung zwischen den Gehalten an Kohlenstoff und Mangan zeigt, die in der gebildeten Schicht enthalten sind und den Abstand von der Oberfläche der Schicht;

Fig. 5 eine Mikrophotographie darstellt, die eine Eisen-Mangan-Karbid-Schicht zeigt, die auf der Oberfläche eines Struktur-KohlenstoffStahls gemäß Beispiel 2 gebildet wird;

Fig. 6 ist eine Mikrophotographie, die eine Eisen-Mangan-Karbid-Schicht zeigt, die auf der Oberfläche von Kohlenstoff-Werkzeugstahl gemäß Beispiel 3 gebildet wird; - 5 -

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Fig. 7 ist eine Mikrophotographie, die eine Eisen-Mangan-Karbid-Schicht zeigt, die auf der Oberfläche des Kohlenstoff-Werkzeugstahls gemäß Beispiel 4 gebildet wird.

Im ganzen gesehen ist die vorliegende Erfindung auf ein neues Einpackverfahren zur Bildung einer Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes auf Basis einer Eisenlegierung, die Kohlenstoff enthält, durch Einbringen von Mangan auf die Oberfläche des Gegenstandes und Kombinieren dieses Mangans mit dem Kohlenstoff und Eisen, die in dem Gegenstand enthalten sind, gerichtet und die vorliegende Erfindung kann in Luft oder in inerter Gasatmosphäre durchgeführt werden und bei relativ niedrigen Behandlungstemperaturen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt nämlich die Herstellung der gemischten Pulver, die sich aus Alkalitetrafluorborat und metallischem Mangan oder einem Mangan enthaltenden Metall zusammensetzt, Einpacken des Gegenstandes auf Basis der Eisenlegierung, der mindestens 0,1 Gew.-% Kohlenstoff in den gemischten Pulvern enthält, und Erhitzen des Gegenstandes innerhalb der gemischten Pulver, um die Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf der Oberfläche des Gegenstandes zu bilden.

Es ist bei der Durchführung einer großen Anzahl von Versuchen gefunden worden, daß das Verfahren der Erfindung die Karbidschicht in Luft ohne einen speziellen Behälter und bei einer relativ niedrigen Temperatur von 700 C

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bilden kann. Dieses Verfahren erfordert daher nicht einen speziellen, atmosphärischen Ofen oder Behälter und ist sehr zur Oberflächenbehandlung von Werkzeugen, Matrizen' und Teilen für viele Arten von Ausrüstungen geeignet. Es ist ferner sehr produktiv und es ist festgestellt worden, daß die so erhaltene Karbidschicht fest und zäh in die Oberfläche eines Muttergegenstandes integriert ist, und daß sie außerdem eine dichte und gleichmäßige metallische Phase aufweist. Die Vickers-Härte der Schicht liegt bei etwa Hv 1400.

Um das pulverförmige Behandlungsmaterial herzustellen, werden ein Alkalitetrafluorboratpulver und das Pulver des Mangan enthaltenden Metalles miteinander vermischt. Als Älkalitetrafluorborat können Kaliumtetrafluorborat (KBF^), Natriumtetrafluorborat (NaBF₄), Ämmoniumtetrafluorborat (NE.BF,) und dergl. verwendet werden. In dem pulverförmigen Behandlungsmaterial kann eine oder mehr als eine Art von Älkalitetrafluorborat verwendet werden und diese Alkalitetrafluorborate wirken als Promotoren dieses pulverförmigen Behandlungsmateriales.

Als Mangan enthaltendes Metall können metallischesMangan und Manganlegierungen verwendet werden und als Hauptbestandteil des Behandlungsmateriales wirken. Die Legierungen sind Legierungen mit Eisen. Die Legierungen mit Eisen sind besonders geeignet für das Metall des Behandlungsmateriales, weil die Legierungen billig und leicht zu erhalten sind. Es wird bevorzugt, daß das Alkalitetra-

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fluorborat aus einem solchen ausgewählt wird, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,148 mm oder weniger hindurchgeht und daß das Metallpulver durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,42 mm oder weniger hindurchgeht. Das pulverförmige Alkalitetrafluorborat kann in dem Behandlungsmaterial in einer Menge von 1-40 Gew.-% enthalten sein. Bei Verwendung von weniger als 1 Gew.-% Alkalitetrafluorborat würde die Karbidschicht bedingt durch die Instabilität des Einfahrens des Mangans auf die Oberfläche des Gegenstandes nicht einheitlich sein. Zuviel Alkalitetrafluorborat würde das Behandlungsmaterial bei einer hohen Behandlungstemperatur zum Verschmelzen und Sintern bringen. Das Behandlungsmaterial wird daher nach dem Behandlungsvorgang erstarren gelassen und es ist schwierig, den behandelten Gegenstand aus dem Behandlungsmaterial zu entfernen und das Behandlungsmaterial wird wiederholt unbrauchbar und außerdem ist die Oberflächenbedingung des Gegenstandes nicht gut. Die Menge an Alkalitetrafluorborat liegt vorzugsweise zwischen 2 und 30 Gew.-%. Der Rest des Behandlungsmater i ales ist das oben erwähnte pulverförmige Metall. Das pulverförmige Metall kann in einer Menge von 60 - 99 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von 70 bis 98 % gemischt werden. Um das Erstarren des Behandlungsmateriales zu verhindern, kann eine inaktive pulverförmige Substanz mit einem hohen Schmelzpunkt, wie Aluminiumoxyd (Al₂O₃), Siliciumdioxyd (SiO₂),Bornitrid (BN), Chromoxyd

(Cr₂O₃) und dergl. bis zu 80 % des Behandlungsmateriales 309841/0980

zugegeben werden.

Die Erhitzungstemperatur kann in einem weiten Bereich von 650 - 1200°C schwanken. Bei einer Erhitzungstemperatur unterhalb von 65O°C kann die passend starke Karbidschicht nicht auf der Oberfläche des behandelten Gegenstandes gebildet werden und im Falle, daß eine Temperatur oberhalb von 1200⁰C gewählt wird, würde das pulverförmige Behandlungsmaterial zum Sintern gebracht und der behandelte Gegenstand würde sich mit dem Behandlungsmaterial verbinden. Hierdurch würde die Eigenschaft des Gegenstandes auf Basis der Eisenlegierung verschlechtert. Der bevorzugte Bereich der Erhitzungstemperatur ist 700 - 1000⁰C.

Wenn Gegenstände auf Basis der Eisenlegierung bei einer Erhitzungstemperatur oberhalb des dij-j. y^ümwandlurigspunktes der Eisenbasislegierungen zur schnelleren Bindung des Karbids behandelt werden, kann in den meisten Gegenständen infolge der Transformation der Eisen-Basislegierungen eine Deformation eintreten. Die Deformation kann natürlich durch Erniedrigung der Erhitzungstemperatur unterhalb von 800°C für Legierungsstahl und unterhalb von 700°C für Kohlenstoffstahl vermieden werden. Die vorliegende Erfindung kann bei niedrigerer Temperatur durchgeführt werden, 65O°C.

Die Eisen-Mangan-Karbid-Schicht kann daher ohne Deformation gebildet werden.
Die Erhitzungszeit hängt von der Stärke des zu bildenden

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Karbides ab. Kürzere Erhitzung als 1 Stunde kann jedoch keine praktisch annehmbare Bildung der Schicht schaffen, obgleich die endgültige Bestimmung der Erhitzungszeit von der Erhitzungstemperatur abhängt. Mit dem Anstieg der Erhitzungszeit wird die Stärke der Karbidschicht entsprechend zunehmen. Eine annehmbare Stärke der Schicht kann innerhalb von 30 Stunden oder weniger praktisch realisiert werden. Der bevorzugteste Bereich der Erhitzungszeit liegt zwischen 2-10 Stunden. . Der Gegenstand auf Basis der Eisenlegierung muß mindestens 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthalten. Der Kohlenstoff im Gegenstand wird zu einem Karbidgemisch während der Behandlung. Es wird nämlich vermutet, daß der Kohlenstoff in dem Gegenstand zu dessen Oberfläche dringt und mit dem Mangan aus dem Behandlungsmaterial reagiert, um das Karbid auf der Oberfläche des Gegenstandes zu bilden. Der höhere Gehalt an Kohlenstoff im Gegenstand ist für die Bildung der Karbidschicht bevorzugter. Der Gegenstand auf Basis der Eisenlegierung, der weniger als 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthält, kann nicht mit einer gleichmäßigen und starken Karbidschicht durch die Behandlung gebildet werden. Solange die Gegenstände auf Basis der Eisenlegierung mindestens 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthalten, kann jede Art von Eisenlegierungen, wie Eisenlegierungen mit Chrom, Wolfram, Molybdän ader Nickel, für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein Gegenstand aus reinem Eisen mit 0,1 Gew.-% oder mehr Kohlen-

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stoff in dem Teil nahe der Oberfläche, dem Kohlenstoff von außen durch Einsatzhärtung zugeführt worden ist, kann auch als Gegenstand der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Es ist nicht notwendig, das Verfahren der vorliegenden Erfindung in Wasserstoffgasatmosphäre oder in nichtoxydierender Gasatmosphäre durchzuführen, aber das Verfahren kann effektiv entweder unter Luftatmosphäre oder in inerter Gasatmosphäre durchgeführt werden. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. In den Beispielen werden kleine Stäbe, die als Probe verwendet werden, als Modelle von Dorne der Formen und von stabartigen Teilen verschiedener Vorrichtungen angesehen. Beispiel 1

Verschiedene Arten von pulverförmigen Behandlungsmaterialien, die 60 - 98 Gew.-% Eisen-Mangan-l,egierung (mit 76 % Mangan) enthalten und durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von bis zu 0,148 mm hindurchgehen und wobei der Rest KBF^ ist, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von bis zu 0^074 mm hindurchgeht, wurden jeweils in Aluminiumoxyd-Schmelztiegeln mit einem Innen= durchmesser von 45 mm und einer Höhe von 60 mm eingeleitet und anschließend wurden Proben von 10 mm Durchmesser und 5 mm Höhe, aus Kohlenstoffwerkseugstahl hergestellt (JIS SK4 mit 1,0 Gew.-% Kohlenstoff) in jedes der Behandlungsinaterialien in die Schmelztiegel eingepackt und in einem Elektroofen unter Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 700 bis 900°C 4 Stunden erhitzt. Anschließend wurden sie

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aus dem Ofen genommen und an der Luft abgekühlt. (Vor der Behandlung wurden die Proben behandelt, um ihren Rost zu entfernen und gespült, um ihre metallische Oberfläche zu enthüllen). Während des Erhitzens wurden die Schmelztiegel nicht mit einem Deckel bedeckt. Alle Proben wurden zerschnitten und ihr Querschnitt mit dem Mikroskop untersucht. Einige der Proben wurden auch mit der Röntgenbeugungsmethode und/oder der EPMA-(Elektro Probe Micro Analyzer)-Methode untersucht.

Die in Fig. 1 gezeigte Mikrophotographie wurde von einer Probe gemacht, die 4 Stunden bei 700°C in dem pulverförmigen Behandlungsmaterial, das 20 % KBF₄ und 80 % Eisen-Mangan-Legierung enthielt behandelt wurde. Auch die in Fig. 2 gezeigten Mikrophotographien wurden von Proben gemacht, die bei 800°C in dem Behandlungsmaterial, das 2 % KBF₄ enthielt bzw. bei 900°C in dem Behandlungsmaterial, das 30 % KBF₄ enthielt, behandelt wurden. Die Mikrophotographien zeigen, daß eine ausgezeichnete Schicht auf der Oberfläche jeder der Proben erhalten wird. Bei den anderen in diesem Beispiel behandelten Proben wurde auch beobachtet, daß sie eine ausgezeichnete (integrierte und dichte) Schicht aufweisen, die ähnlich den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Schichten ist.

Bei der mikroskopischen Untersuchung wurde gefunden, daß die Stärke der gebildeten Schicht innerhalb des Bereiches von 2-40 Gew.-%'KBF₄ konstant ist. Die Stärke ist jedoch stark durch die Erhitzungstemperatur beeinflußt·

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die'Stärke steigt mit dem Anstieg der Erhitzungstemperatur. Die ΕΡΜΑ-Tests zeigen, daß die gebildeten Schichten große Mengen an Mangan und Kohlenstoff enthalten. Eines der EPMA-Testergebnisse wird beispielsweise in Fig. 4 mit dem Verhältnis der Gehalte an Mangan und Kohlenstoff die in der gebildeten Schicht enthalten sind, gezeigt und der Abstand von der Oberfläche. Die Testschicht wird auf Kohlenstoffwerkzeugstahl bei 900°C in dem Behandlungsmaterial, das 30 Gew.-% KBF* enthält, gebildet. In Fig.4 stellt die Ordinate und die Abszisse die Gehalte (Gew.-%) von Mangan und Kohlenstoff dar· bzw. den Abstand oder die Tiefe (in Mikron) von der Oberfläche der Probe. Im Bereich bis zu 2 oder 3 Mikron von der Oberfläche sind etwa 12 Gew.-% Mangan enthalten und wenn der Abstand zunimmt, sinkt der Gehalt an Mangan schnell und der Gehalt wird etwa 0 bei einem Abstand von 13-14 Mikron. Andererseits beträgt der Gehalt an Kohlenstoff 4,5 bis 4,7 Gew.-% nahe der Oberfläche und beträgt etwa 3 % bei ' einem Abstand von 4-6 Mikron und bei dem Abstand von 8 Mikron beträgt der Gehalt an Kohlenstoff 1 Gew.-%, der der gleiche ist wie der Kohlenstoffgehalt des Mutterstahls.

Die durch die ΕΡΜΑ-Methode getestete und oben erwähnte Schicht wird auch mit der Röntgenstrahlenbeugungsmethode getestet und es wird gezeigt, daß die Schicht sich aus Eisen-Mangan-Karbid zusammensetzt. Auch der obere Teil des Muttermaterials enthält Mangan in Form der· festen

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Lösung des Mangans in Eisen. Bei einigen behandelten Proben wurde eine zweite Schicht zwischen der Eisen-Mangan-Karbid-Schicht und dem Muttermaterial beobachtet. Die zweite Schicht wurde als eine feste Lösung von Eisen erkannt.

Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel ist klar, daß das Mangan des Behändlungsmateriales in die Oberfläche von Gegenständen aus Kohlenstoffwerkzeuglegierung eindringt und Eisen-Mangan-Karbid mit dem Kohlenstoff und Eisen bildet, das in dem Gegenstand eingeschlossen ist, unter Verwendung eines pulverförmigen Behandlungsmateriales, das in einem weiten Bereich KBF* enthält.

Beispiel 2

Proben von 10 mm Durchmesser und 5 mm Höhe, die aus Struktur-Kohlenstoffstahl (JIS S IOC mit 0,1 Gew.-% Kohlenstoff) hergestellt wurden und von denen der Rost entfernt wurde, wurden analog Beispiel 1 behandelt. Alle behandelten Proben wurden mit einem Mikroskop beobachtet und einige von ihnen wurden mit der Röntgenstrahlenbeugungsmethode und/oder mit der ΕΡΜΑ-Methode getestet. Bei der mikroskopischen Beobachtung wurden alle behandelten Proben mit einer dünnen Schicht überzogen. Die 4 Stunden bei 800⁰C behandelte Schicht in dem pulverförmigen Behandlungsmaterial, das 2 % KBF. enthält, wird als Beispiel in Fig. 5 gezeigt. Aus den Ergebnissen der Röntgenstrahlenbeugung und der ΕΡΜΑ-Methode wird die Schicht als

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Eisen-Mangan-Karbid (Fe,Mn)₃C erkannt und der obere Teil des Muttermateriales enthält eine feste Eisenlösung mit Mangan.

Beispiel 3

NaBF^, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm oder weniger hindurchgeht, wurde als Promotor anstelle von KBF. in den in Beispiel 1 verwendeten Behandlungsmaterialien verwendet. Proben von 10 mm Durchmesser und 5 mm Höhe, die aus Kohlenstoffwerkzeugstahl (JIS SK3, C: 1,00 - 1,10 Gew.-%, Si: weniger als 0,35 Gew.-%, Ni; weniger als 0,50 Gew.-%, P; weniger als 0,030 Gew.-%, S: weniger „als 0,030 Gew=-%, Rest Eisen) hergestellt wurden, wurden analog Beispiel 1 behandelt mit Ausnahme der oben erwähnten Promotoren» Alle behandelten Proben wurden mikroskopisch untersucht und einige von ihnen wurden mit der Rontgenstrahlenbeugung und/oder der EPMü-Methode getestet» Nach der mikroskopischen Beobachtung wurden alle behandelten Proben mit einer Schicht übersogen. Als Beispiel wird die von der 4 Stunden bei 800⁰C behandelten Probe gemachte Mikrophotographie im Behanältmgsmaterial, das 10 Gew.-I WaBF^ enthält, in Fig. 6 gezeigt und die Schicht wird als Eisen-Mangan-Karbid (Fe^MnKC erkannt.

Gemäß dem Beispiel ist klar, daß NaBF^ als Promotor in diesem Behandlungsmaterial wirkt.,

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Beispiel 4

NH₄BF₄, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 nun oder weniger hindurchgeht, wurde als Promotor des KBF₄ in den in Beispiel 1 verwendeten Behandlungsmaterialien verwendet. Die Proben, die aus Kohlenstoffwerkzeugstahl hergestellt wurden, der der gleiche wie der in Beispiel 1 verwendete Stahl ist> wurden 4 Stunden bei Temperaturen von 700 - 900°C in dem pulverförmigen Behandlungsmaterial, das 30 Gew.-% NH₄BF₄ enthält, behandelt. Alle behandelten Proben wurden mit einem Mikroskop beobachtet und einige von ihnen wurden mit der Röntgenbeugung und/oder der ΕΡΜΑ-Methode getestet. Nach der mikroskopischen Beobachtung wurden alle behandelten Proben mit einer Schicht überzogen. Die von der bei 700°C behandelten Probe gemachte Mikrophotographie wird in Fig. als Beispiel gezeigt. Auch die Schicht wird als Eisen-Mangan-Karbid (Fe,Mn)₃C erkannt.

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Claims

Patentansprüche ~~~

1. Verfahren zur Bildung einer Eisen-Mangan-Karbid-Schicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes auf Basis einer Eisenlegierung in pulverförmigem Behandlungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus der Herstellung des pulverförmigen Behandlungsmateriales, das im wesentlichen aus Alkalitetrafluorboratpulver und einem Mangan enthaltenden Metallpulver besteht, dem Einbringen des Gegenstandes auf Basis der Eisenlegierung mit mindestens 0,1 Gew.-% Kohlenstoff in dem pulverförmigen Behandlungsmaterial, Erhitzen des Gegenstandes mit dem pulverförmigen Behandlungsmaterial unter Bildung der Eisen-Mangan-Karbid-Schicht und Herausnehmen des Gegenstandes aus dem pulverförmigen Behandlungsmaterial.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalitetrafluorborat Kaliumtetrafluorborat und/oder Natriumtetrafluorborat und/oder Ammoniumtetrafluorborat ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand 1 bis 3 Stunden auf eine Temperatur von 650 - 1200 C in dem pulverförmigen Behandlungsmaterial, das im wesentlichen aus 1 - 40 Gew.-% Älkalitetrafluorborat und 60 - 99 Gew.-% Metall besteht, er-

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hitzt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand aus Eisen aus Kohlenstoff enthaltendem Eisen, Kohlenstoffstahl oder Kohlenstoff enthaltender Stahllegierung besteht.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand zur Steigerung des Kohlenstoffgehaltes in dem Teil nahe der Oberfläche des Gegenstandes vor der Erhitzungsstufe einsatzgehärtet wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver ein metallisches Manganpulver ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver ein metallisches Legierungspulver

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet., daß das metallische Legierungspulver ein Eisen-Mangan-Legierungspulver ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Behandlungsmaterial durch ein Sieb ir.it einer lichten Maschenweite von 0,42 mm hindurchgeht.

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10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine inaktive pulverförmige Substanz mit einem hohen Schmelzpunkt dem pulverförmigen Behandlungsmaterial zugesetzt wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das inaktive pulverförmige Material Aluminium und/oder Bornitrid und/oder Chromoxyd ist.

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