DE2322159A1

DE2322159A1 - Verfahren zur herstellung einer carbidschicht aus einem element der gruppe va des periodensystems auf der oberflaeche eines eisen-, eisenlegierungs- oder sintercarbidgegenstandes

Info

Publication number: DE2322159A1
Application number: DE2322159A
Authority: DE
Inventors: Tohru Arai; Noboru Komatsu; Masayoshi Mizutani; Yoshihiko Sugimoto
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1972-05-04
Filing date: 1973-05-02
Publication date: 1973-11-22
Also published as: FR2183255A1; DE2322159C3; CA1036976A; GB1382009A; FR2183255B1; DE2322159B2; US3930060A

Description

DR. BERG DIPL.-ING STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 860245

Dr. Berg DIpl.-Ing. Stapf, 8 München 86, P. O. Box 86 0245

Ihr Zeichen Your ret.

Unser Zeichen Our ref.

8 MÖNCHEN 80 ~ 2. MS! 1973

MauerkircherstraBe 45

Anwaltsakte 25 803 Be/Sch

Kabushiki Kaisha Toyota Ctmo Keukyusho Nagoyashi, Aichiken / Japan

"Verfahren zur Herstellung einer Carbidschicht aus einem Element der Gruppe Ya des Periodensystems auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sinterkarbid-Gegenstandes"

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Karbidschicht eines Elements der Gruppe Va des Periodensystems auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sinterhartmetall- bzw. Metallkarbidoder Sinterkarbid-Gegenstandes und im besonderen die Bildung der Karbidschicht auf der Oberfläche des Gegenstandes,

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den man in ein geschmolzenes Behandlungsbad eintaucht. Der Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sinterkarbidgegenstand mit der darauf gebildeten Karbidschicht hat eine wesentlich verbesserte Härte, Abriebbestandigkeit und Bearbeitbarkeit (Zerspanbarkeit).

Bekannt sind verschiedene Verfahrensarten zur Beschichtung oder Bildung einer Metallkarbidschicht auf der Oberfläche von Metallgegenständen. Die Anmelderin hat ein Verfahren, zur Bildung einer Karbidschicht eines Elements der Gruppe Va auf der Oberfläche von Metallgegenständen in einem geschmolzenen Behandlungsbad, das Borsäure oder ein Borat und ein Metallpulver eines Elements der Gruppe Va enthält, entwickelt (Japanische Patentanmeldung Serial No.44-87805). Durch dieses Verfahren kann eine einheitliche Karbidschicht gebildet werden und es ist sehr produktiv und billig. Das Karbid eines Elements der Gruppe Va, wie Vanadiumcarbid (VQ), Niobcarbid (WbG) und Tantalcarbid (TaG) hat eine sehr hohe Härte im Bereich von Hv 2000 bis Hv 3000 (Micro Vickers Hardness). Die gebildete Karbidschicht hat daher einen hohen Härtewert und einen überlegenen Verschleisswiderstand bzw. Abriebbestandigkeit und ist daher für die Oberflächenbehandlung von Formen wie Düsen und Stempel, Werkzeuge wie Brechstangen, Kneifzangen, Schraubenzieher, für 'Teile von Werkzeugmaschinen und Automobilteile, die dem Abrieb unterworfen sind, besonders geeignet.

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Weiterhin ist das Karbid eines Elements der Gruppe Va gegen Eisen oder Stahl viel närter und viel weniger reaktionsfähig bei hohen Temperaturen als das Sinterkarbid aus Wolframkarbid. Es wird daher durc-n die Bildung der Karbidschicht eines Elements der Gruppe Va auf der Oberfläche eines Schneidwerkzeugs aus Sinterkarbid, die Verwendungsdauer des Werkzeugs wesentlich erhöht.

Das oben erwähnte Verfahren hat jedoch einen Nachteil. Das Verfahren verwendet ein geschmolzenes Behandlungsbad, welches Metallteilchen enthält. Die Metallteilchen brauchen jedoch verhältnismäßig lange, bis sie sich in dem Bad lösen, und es können sich nichtgelöste Metallteilchen in der gebildeten Karbidschicht ablagern und die Oberfläche des behandelten Gegenstands rauh machen.

Hauptgegenstand dieser Erfindung ist daher ein verbessertes Verfahren zur Bildung einer Karbidschicht eines Elements der Gruppe Va auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sinterkarbidgegenstandes in einem geschmolzenen Behandlungsbad.

Weitere Gegenstände dieser Erfindung sind:

- ein Verfahren zur Bildung einer Metallcarbidschicht mit hoher Dichte und Einheitlichkeit und ohne irgendwelche ungelöste Behandlungsmetallteilchen auf der Oberfläche des

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Gegenstandes,

- ein Verfahren zur .bildung einer Karbidschicht, das in der technischen Durchführung sicher und einfach und weniger kostspielig ist,

- ein geschmolzenes Behandlungsbad, das zur Bildung einer Karbidschicht mit glatter Oberfläche auf dem Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sinterkarbidgegenstand· geeignet ist.

Die Erfindung als solche, soweit sie das Arbeitsverfahren betrifft, ist mit zusätzlichen Gegenständen und Vorteilen am besten aus der nachfolgenden Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu verstehen, worin:

Figur 1 eine Mikrophotographie ist, die eine Vanadiumkarbidschicht zeigt, die auf der Oberfläche eines Kohlenstoffwerkzeugstahls nach Beispiel 1 gebildet ist;

Figur 2 eine Mikrophotographie ist, die eine Wiobkarbidschicht zeigt, die auf der Oberfläche eines Kohlenstoffwerkzeügstahls gemäß Beispiel 2 gebildet ist;

Figur 3 ein Höntgenbeugungsbild der Schicht ist, die auf der Oberfläche eines öinterkarbidgegenstandes gemäß Beispiel 3 gebildet ist.

Allgemein stellt die vorliegende Erfindung eine Verbesserung des Verfahrens zur Bildung einer Karbidschicht eines Elements

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der Gruppe Va des Periodensystems auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder öinterkarbidgegenstandes in einem geschmolzenen Behandlungsbad dar, wozu man das geschmolzene .oehandlungsbad dadurch herstellt, daß man ein Element der Gruppe Va in geschmolzener .borsäure oder -borat anodisch löst. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, daß man eine Borsäure oder ein Borat unter überführung in den geschmolzenen Zustand unter Bildung eines gescnmolzenen Bades erhitzt, ein Metall, das ein Element der Gruppe Ya enthält, in das geschmolzene Bad taucht, das Metall in dem geschmolzenen Bad anodisch löst unter Bildung des geschmolzenen Behaadlungsbades und den Gegenstand in das geschmolzene Behandlungsbad taucht unter Bildung einer sehr harten Karbidschicht aus dem Element der Gruppe Va an der Oberfläche des Gegenstandes.

x*ach intensiver Untersuchung des Mechanismus zur Bildung einer Schicht an der Oberfläche eines Gegenstandes unter Diffundieren eines Elements der Gruppe Va aus dem geschmolzenen Behandlungsbad, das eine Borsäure oder ein isorat und ein Metallpulver des Elements der Gruppe Va enthält, wurde festgestellt, daß die Hauptquelle des Elements der Gruppe Va zur Schichtbildung eher aus dem gelösten Element in dem geschmolzenen Behandlungsbad als unmittelbar aus den nicht gelösten festen Metallteilchen stammt. Denn das in dem Metallpulver enthaltene Element der Gruppe Va wird in dem geschmolzenen ßehandlungsbad gelöst und es erreicht dann

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das gelöste Element der Gruppe Va die Oberfläche des Gegenstandes und diffundiert in den Gegenstand unter Bildung der Karbidschicht mit dem Kohlenstoff, der in dem Gegenstand enthalten ist. Es ist nicht notwendig, daß das geschmolzene Behandlungsbad Metallpulver enthält und es genügt, daß das Bad ein Element der Gruppe Va in gelöstem Zustand enthält.

Um das Element der Gruppe Va in dem geschmolzenen Behandlungsbad zu lösen und damit eine Karbidschicht mit glatter Oberfläche zu bilden, genügt es, einen Metallblock ohne r>erührung mit dem zu benandelnden Gegenstand in das Bad einzutauchen, anstelle,wie oben erwähnt, Metallpulver zuzugeben. Jedoch verringert die Verwendung eines r-ietallblocks anstelle des Metallpulvers wesentlich die gesamte wirksame Oberfläche "des Metalls, sodaß die LösungsgeschuindigKeit des Elements der Gruppe Va wesentlich'abnimmt. Der Metallblock kann durch die Umsetzung mit dem Sauerstoff in der Luft verschlechtert werden, bevor genug Element der Gruppe Va in dem geschmolzenen Behandlungsbaa gelöst ist. Durch Versuche wurde festgestellt_r daß die Verschlechterung des Metalls an dem Metallblock dann eintritt, wenn ein Durchmesser von 2 mm oder größer als 2 mm vorliegt. Um die Verschlechterung des Metalls zu vermeiden, könnte man einen dünnen Metallfilm anstelle des Metallblocks oder eine inerte Gasatmosphäre zur Abdeckung des geschmolzenen Behandlungsbades und zur Vermeidung der Absorption von bauerstoff in

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dem geschmolzenen Behandlungsbad verwenden. Jedoch kann im ersteren Falle der dünne Hetallfilm nicht leicht hergestellt werden und im zuletzt genannten Falle benötigt man eine komplizierte und kostspielige Vorrichtung und lange Zeiten, um genug Element der Gruppe Va zur .behandlung zu lösen.

Die oben erwähnten Nachteile können durch anodisches Lösen eines Elements der Gruppe Va aus einem großen Block von Metall, das das Element der Gruppe Va enthält, überwunden werden. Verwendet man nämlich einen großen Metallblock als Anode in dem geschmolzenen Bad, so wird Boroxid elektrolysiert, wobei man das Badegefäß als Kathode verwendet. Durch die anodische Lösung eines Elements der Gruppe Va stellt man das geschmolzene Behandlungsbad der vorliegenden Erfindung her. Die Karbidschicht eines Elements der Gruppe Va kann durch Eintauchen eines Gegenstandes in das geschmolzene Behandlungsbad gebildet werden. Die Bildung der Karbidschicht auf der Oberfläche eines Gegenstands kann während dem anodischen Lösen eines Elements der Gruppe Va in dem geschmolzenen Behandlungsbad durchgeführt werden.

Als oubstanzen, die das Bad bilden, können Borsäure (BpO^) oder Borat, wie Natriumborat (Borax) (Na₂B^On), Kaliumborat (K₂B^O,-,) und dergleichen oder ein Gemisch derselben verwendet werden. Die borsäure und das Borat haben die Aufgabe, ein Metalloxid zu lösen und die Oberfläche des zur

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Behandlung vorgesehenen Gegenstandes rein zu halten, wobei die Borsäure und Borat weiterhin nicht giftig und schwer zu verdampfen sind. Es kann daher das Verfahren der vorliegenden !Erfindung in freier Luft durchgeführt werden.

Als Elemente der Gruppe Va, die in dem geschmolzenen Behandlungsbad gelöst sind, können ein oder mehrere Elemente, nämlich Vanadium (V), Niob (Nb) und Tantal (Ta) verwendet werden, wobei 1 Gew.% (die nacnfolgenden Prozentsätze beziehen sich immer auf das Gewicht) Element der Gruppe Va in dem geschmolzenen Behandlungsbad ausreichend ist. Bei der praktischen Durchführung kann Jedoch das Element der Gruppe Va in dem geschmolzenen Behandlungsbad in einer Menge zwischen 2 und 2.0% gelöst werden.

Um die Elemente der Gruppe Va zu lösen, kann ein Block des Metalls eines Elements der Gruppe Va oder ein Block der Legierung, die ein Element der Gruppe Va enthält, verwendet werden. Als Legierung kann die Eisenlegierung eines Elements" der Gruppe Va zweckmäßig sein, weil diese relativ billig und leicht zu erhalten ist. Es ist nicht zweckmäßig, daß die Legierungen mehr als Λ0% Ti, Zr, Hf, Mn, öi, Al, Mg, Ca oder Seltenerdenelemente enthalten, die die Borsäure oder das Borat unter Bildung von metallischem Bor verringern. Um die Viskosität des geschmolzenen Beaandlungsbades zu senken, kann dem geschmolzenen Behandlungsbad Salz, wie Alkalimetallchlorid und -fluorid zugegeben werden.

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während dem anodisohen Lösen der Elemente der Gruppe Ya kann die praktische Stromdichte im .Bereich von 0,2 bis

5A/cm ausgewählt werden, wobei die Erhöhung der Stromdichte die Zeit zur Lösung einer bestimmten Menge des Elements der Gruppe Ya in dem geschmolzenen Behandlungsbad verkürzt. Die anodische Lösung der Elemente der Gruppe Va kann bei einer relativ niederen Spannung durchgeführt werden, bei der die tatsächliche Elektrolyse der Borsäure oder des Borats nicht eintritt. Obgleich die für die anodische Lösung der Elemente der Gruppe Va erforderliche Zeit von der Stromdichte, dem Volumen des geschmolzenen Behandlungsbades, der Größe des als Anode verwendeten Blocks und den in dem Block enthaltenen Verbindungen abhängt, kann die praktische Zeit zur anodischen Lösung im Bereich von 30 Minuten bis 5 Stunden liegen.

Das zur Behandlung vorgesehene Eisen , Eisenlegierung oder der Sinterkärbid muß wenigstens 0,Q5# Kohlenstoff, vorzugsweise 0,1$ oder mehr Kohlenstoff enthalten. Der in dem Gegenstand enthaltene Kohlenstoff wird während der Behandlung in eine Karbidverbindung überführt. Dabei wird angenommen, daß der Kohlenstoff in dem Gegenstand zu dessen Oberfläche diffundiert und mit dem Element der Gruppe Va aus dem geschmolzenen Behandlungsbad unter Bildung des Karbids an der Oberfläche des Gegenstands reagiert. Ein höherer Kohlenstoffgehalt in dem Gegenstand ist im Hinblick auf die Bildung der Karbidschicht vorzuziehen. Wenn der Eisen-,

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Eisenlegierangs- oder Sinterkarbid50 ^cnstond weniger alt. 0,05^ Kohlenstoff enthält, kann es sein, daß keine einh^.-vliche υ.starke Karbid schicht durch die' ^eiiandl. gebildet v^¹ f-Weun aber der Gegenstand wenigstens 0,05/^ Kohlenstoff nur in seinem öberflächenteil enthält, so kann ex¹ unter Bildung einer Karbidschicht an der Oberfläche des Gegenstandes behandelt werden. So kann beispielsweise ein reiner Eisen-. gegenstand, der zur Erhöhung des Kohlenstoff gehalt s in de>:; Oberflächenteil einsatzgehärtet ist, als Gegenstand der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

In dieser Beschreibung sind die .begriff sbeaeichnungen so auszulegen, daß unter Eisen Kohleustoff-enthaltendes Lisoii und einsatzgehärtetes Eisen, unter Eisenlegierung Kohlenstoffstahl und LegierungsstaLil und unter ßinterkarbid ein gesintertes Kobalt-enthaltendes V/olframkarbid zu verstehen ist. Das üinterkarbid kann cit-e geringe henge l'itankarbid, iiiobkarbid, 'jjantalkarbid und dergleichen enthalten.

In manchen Folien kann in dein Behandlungsbad enthaltener Kohlenstoff als Kohlenstoffquelle zur Bildung der Karbidschicht an der Oberfläche"des Gegenstandes verwendet werden. Es ist jedoch die Bildung der Karbidschicht in diesoüi lalle nicht stabil und daher die Verwendung von Kohlenstoff in dein geschmolzenen Behandlungsböd nicht zweckmäisig.

Yor der Behandlung ist es wichtig-, die Oberfläche des Ge-.^en-309847/1041

Standes zu reinigen, um eine gute Karbidschicht zu bilden, wozu man Rost und Öl von der Oberfläche des Gegenstandes durch Waschen mit sauren wäßrigen Lösungen oder einer anderen Flüssigkeit entfernt.

Die Behandlungstemperatur kann in dem weiten Bereich vom Schmelzpunkt der Borsäure oder des Borats bis zum Schmelzpunkt des zur Behandlung vorgesehenen Gegenstandes ausgewählt werden. Es kann daher vorzugsweise die Behandlungstemperatur im Bereich von Ö00 bis 1100⁰G liegen. Bei Senken der Behandlungstemperatur erhöht sich die Viskosität des geschmolzenen Behandlungsbades allmählich und es nimmt dann die Stärke der gebildeten Karbidschicht ab. Demgegenüber verschlechtert sich bei einer relativ hohen Behandlungstemperatur das geschmolzene Behandlungsbad schnell. Weiterhin wird auch die Qualität des auf dem Gegenstand gebildeten haterials durch Erhöhung der Kristallkorngrößen des Materials verschlechtert.

Die Behandlungszeit hängt von der Stärke der zur Bildung vorgesehenen Karbidschicht ab. Ein kürzeres Erhitzen als 1ü Minuten kann jedoch zu keiner praktisch annehmbaren Bildung der Schicht führen, obgleich die genaue Bestimmung der Behandlungszeit von der Behandlungstemperatur abhängt. Durch Erhöhen der Behandlungszeit kann die Stärke der Karbidschicht entsprechend erhöht werden. Bei der praktischen Durchführung kann eine annehmbare ötärke der Schicht inner-

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halb von 30 stunden oder weniger erreicht werden. Die bevorzugte Behandlungszeit wird zwischen 1 bis 30 Stunden liegen.

Das Gefäß zur Aufnahme des geschmolzenen Benandlungsbades der vorliegenden Erfindung kann aus Graphit oder wärmeresistentem Stahl hergestellt werden.

Es ist nicht erforderlich, das Verfahren der vorliegenden Erfindung in einer Atmosphäre von nicht oxidierendem Gas durchzuführen, sondern es kann das Verfahren in wirksamer Weise sowohl unter einer Luft- als auch inerten Gasatmosphäre durchgeführt werden.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

1000 g Borax führt man in einen Graphittiegel ein und erhitzt sie auf 90O⁰G, um das Borax in einem elektrischen Ofen unter Luft zu schmelzen und dann taucht man eine Metallplatte^ 6 χ 40 χ 60 mm, aus Ferro-Vanadium (mit einem Gehalt von 53»7$ Vanadium) in die Mitte des geschmolzenen Borax ein. Bei Verwendung der Metallplatte und des Tiegels als Anode bzw. Kathode löst man die Metallplatte anodisch in dem geschmolzenen Borax, wozu man 2 Stunden einen Gleich-

strom bei einer elektrischen Stromdichte von 2Ä/cm an der Anode verwendet. Man erhält auf diese Weise ein geschmolze-

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ηes Behandlungsbad, das 9»ß% Ferro-vanadium enthält.

Eine polierte Probe mit einem Durchmesser von 7 nim aus Kohlenstoffwerkzeugstahl (JIS ÖK4, Gehalt 1,0# Kohlenstoff) taucht man in das geschmolzene Behandlungsbad und beläßt es dort 2 Stunden, nimmt es dann heraus und kühlt es an der Luft. Das an der Oberfläche der Probe haftende Behandlungs-, material entfernt man durch Waschen mit heißem Wasser, wonach man die behandelte Probe untersucht. Die Oberfläche der Probe war sehr glatt. Nach Schneiden und Polieren der Probe wurde die Probe mikrographisch untersucht und es wurde festgestellt, daß die in Figur 1 gezeigte einheitliche Schicht gebildet wurde. Die Stärke der Schicht betrug 7/U. Durch Höntgenbeugung und ßöntgenmikroanalyse wurde festgestellt, daß die Schicht aus Vanadiumkarbid (VC) bestand.

Beispiel 2

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde eine Metallplatte, 6 χ 40 χ 50 mm, aus Ferro-Niob (das 58,9$ Niob und 3,6$ Tantal enthielt) anodisch gelöst, wodurch ein geschmolzenes Behandlungsbad hergestellt wurde.

Dann wurde eine polierte Probe aus Kohlenstoffwerkzeugstahl (JIS SK4) in das geschmolzene Behandlungsbad eingetaucht und 2 Stunden darin gehalten. Durch die Behandlung erhielt man eine einheitliche, 9/U starke üchicht, die der in Beispiel 1 gebildeten Schicht ähnlich war (siehe Figur 2).

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Durch Röntgenbeugung und Röntgenmikroanalyse wurde festgestellt, daß diese üchicht Niobkarbid war (NbG), das eine geringe Menge Tantal enthielt.

Beispiel 3

500 g Borax wurden in einen Graphittiegel gegeben und auf 1000 G in einem elektrischen Ofen zur Schmelze des Borax erhitzt und dann wurde eine als Elektrolyt verwendete Niobplatte, 4-0 χ 35 x 4 mm, anodisch in dem geschmolzenen Borax gelöst, wozu man 2 Stunden einen Gleichstrom mit einer elektrischen Stromdichte von 1A/cm an der Oberfläche der Anode verwendet. Durch Feststellen des Gewichtsverlustes der Platte konnte errechnet werden, daß das geschmolzene Behandlungsbad etwa 9»4# gelöstes Niob enthielt.

Es wurde dann eine Probe, 1 mm dick, 5>5 mra breit und 30 mm lang, aus Sinterkarbid, das 91# Wolframkarbid und 9# Kobalt enthielt, in das geschmolzene Behandlungsbad eingetaucht und darin 14 stunden belassen, dann herausgenommen und an der Luft gekühlt. Das an der Oberfläche haftende Behandlungsmaterial wurde durch Eintauchen der Erobe in heißes Wasser entfernt. Die Oberfläche der behandelten Probe war glatt. Nach Schneiden und isolieren der Probe wurde der Querschnitt der Probe mikrographisch beobachtet und mittels Röntgenbeugung und Röntgenmikroanalyse untersucht. Es wurde festgestellt, daß eine Schicht mit einer einheitlichen und dich-

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ten Struktur gebildet wurde und daß diese 26 ,u stark war. Witteis Röntgenbeugung wurden starke Niobkarbid (NbC)-Beugungslinien an der Schicht festgestellt. In Figur 3 ist das Röntgenbeugungsbild gezeigt. Durch Röntgenmikroanalyse wurde festgestellt, daß die Schicht eine große Menge Niob enthielt. Die Härte der Schicht, gemessen an der Oberfläche der Probe, betrug etwa eine Härte Hv (Micro Vickers Hardness) von 2888. Demgegenüber betrug die Härte des Grundmaterials der Probe etwa Hv 1525.

Beispiel 4-

In der gleichen Weise, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde eine elektrolytische Tantalplatte, 50 x 4-0 χ 4 mm, während 1 Stunde bei 1000°C bei einer elektrischen Stromdichte von 1A/cm anodisch gelöst. Das so erhaltene geschmolzene Behandlungsbad enthielt etwa 11,2!p gelöstes Tantal.

Danach wurde eine Probe der gleichen Größe und des gleichen Materials, wie die in Beispiel 3 verwendete Probe, in das geschmolzene Behandlungsbad eingetaucht und 16 Stunden darin belassen. Durch die Behandlung wurde eine einheitliche und dichte, 15/U starke Schicht gebildet. Mittels Röntgenbeugung wurde die Schicht als Tantalkarbid (TaC) identifiziert. Die Härte der Schicht betrug etwa Hv 1720.

Zusammenfassend beinhaltet die Erfindung ein Verfahren zur Bildung einer Karbidschicht eines Elements der Gruppe Va

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des Periodensystems auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder öinterkarbidgegenstandes in einem geschmolzenen Behandlungsbad, wozu man eine Borsäure oder ein Borat in seinen geschmolzenen Zustand unter Bildung eines geschmolzenen Bades erhitzt, ein Metall, das ein Element der Gruppe Va enthält, in das geschmolzene Bad eintaucht, einen elektrischen otrom dem geschmolzenen Bad über das- Metall zuführt, das als Anode dient, wodurch man das Metall in dem geschmolzenen Bad unter Bildung des geschmolzenen Behandlungsbades anodisch löst und den Gegenstand in das geschmolzene Behandlungsbad eintaucht, wodurch eine sehr harte Karbidschi,cht des Elements der Gruppe Υφ6η der überfläche des Gegenstandes gebildet wird. Durch das 'Verfahren dieser Erfindung kann eine sehr glatte Karbidschicht an der Oberfläche des Gegenstandes gebildet werden.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Bildung einer Karbidschicht an der überfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder bintei'karbidgegenstandes in einem geschmolzenen Behandlungsbad dadurch gekennzeichnet, daß man eine Borsäure oder ein Borat in seinen geschmolzenen Zustand unter Bildung eines geschmolzenen Bades erhitzt, einen Metallblech:, der ein Element der Gruppe Va des Periodensystems enthält, in das Bad eintaucht, "'""" man einen elektrischen otrom dem geschmolzenen Bad durch den Metallblock, den man als Anode verwendet, zur anodischen Lösung des Hetallbiocks zuführt, um dadurch das geschmolzene Behaudlungsbad herzustellen, den Gegenstand, der wenigstens 0,05$ Kohlenstoffenthält, in das geschmolzene Behondlungsbad eint&ucnt, den Gegenstand in dem geschmolzenen Behandlungsbad unter Bildung einer Karbidschicht eines Elements der Gruppe Va des Periodensystems auf der Oberfläche des Gegenstandes beläiit * und dann den .Gegenstand aus dem geschmolzenen Behandlungsbad entnimmt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man als Borat Natriumborat und/oder Kaliumborat verwendet.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch g e -

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kennzeichnet , dais man als Metallblock einen solchen aus metallischem "Vanadium, Niob und/oder Tantal verwendet.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch.gekennzeichnet , daß man als Metallblock eine Metallegierung verwendet.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet , daß man als Metallegierung eine Eisenlegierung verwendet.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß man als Eisenlegierungsgegenstand einen solchen verwendet, der aus Kohlenstoffstahl und/oder Legierungsstahl mit einem Gehalt von wenigstens # Kohlenstoff hergestellt ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß man einen öinterkarbidgegenstand verwendet, der aus gesintertem Wolframkarbid, das Kobalt enthält, hergestellt ist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß man ein geschmolzenes .Behandlungsbad verwendet, das wenigstens 1 Gew.% Element der Grup-

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pe Va in gelöster Form enthält.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Stromdichte

der Anode 0,2 bis 5 A/cm beträgt und daß man den Metallblock anodisch während JO Hinuten bis 5 stunden löst.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß man das das geschmolzene Bad enthaltende Gefäß als Kathode während der Zuführung des elektrischen btromes verwendet.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß man, während man den Gegenstand in dem geschmolzenen Behandlungsbad hält, den Metallblock anodisch löst, um dem geschmolzenen Behandlungsbad Elemente der Gruppe Va zuzuführen.

12. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch g e kennzeichnet , daß man den Gegenstand in dem geschmolzenen Behandlungsbad 1 bis 50 btunden bei einer Tenrperatur von Ö00 bis 11Ou⁰C beläßt.

13· Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß man ein geschmolzenes Behandlungsbad verwendet, das Alkalimetallchlorid oder -fluorid zur Senkung der Viskosität des geschmolzenen Behandlungsbades enthält^ _9847n(U1