DE2528255A1 - Mit einem ueberzug versehener gebrauchs- und ziergegenstand - Google Patents

Mit einem ueberzug versehener gebrauchs- und ziergegenstand

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Description

MetalIwerk Plansee Aktiengesellschaft & Co KG
Reutte, Tirol
Mit einem Überzug versehener Gebrauchs" und Ziergegenstand
Sowohl Gegenstände des täglichen Bedarfs, wie Tür" und Fenstergriffe, Bestecke usw. als auch Gebrauchsgegenstände, die zugleich als Ziergegenstände dienen, wie zum Beispiel Gürtelschnallen, Aschenbecher, metallische Gliederbänder für Uhren, als auch reine Ziergegenstände, wie zum Beispiel Gläser oder Schalen, sind besonders nach längerem Gebrauch einem beträchtlichen Verschleiß unterworfen, der sie entweder unbrauchbar macht oder unansehnlich werden läßt. Dieser Verschleiß wird einerseits durch mechanischen Abrieb und Zerkratzen beim Gebrauch und bei der Reinigung und andererseits durch Korrosion bewirkt. Korrosionsangriffe können je nach dem Material und den Einsatzbedingungen schon beim Liegen an der Luft, durch Luftfeuchtigkeit und Luftverunreinigungen auftreten, weitere durch Reinigungsmittel, sowie durch Schweiß und andere Stoffe.
Ein üblicher Weg, diese Mängel zu vermeiden, ist der, daß galvanische Überzüge vorgesehen werden, die diesen Gegenständen eine erhöhte Widerstandsfähigkeif gegen Verschleiß und Korrosion geben sollen. Es hat sich aber oft gezeigt, daß nach jahrelangem Gebrauch auch galvanische Überzüge nicht ausreichend beständig sind. Diese Schichten zeigen zum Teil geringe Korrosionsbeständigkeit und oft geringe Kratzfestigkeit. Deshalb zeigen Gebrauchsgegenstände mit derartigen galvanischen Überzügen nach längerem Gebrauch Verschleißerscheinungen, die durch matte Stellen und Kratzer gekennzeichnet sind. Diese Nachfeile sollen durch die vorliegende Erfindung überwunden werden.
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Die Erfindung betrifft einen mit einem Überzug versehenen Gebrauchs" und Ziergegen" stand, wobei der Überzug erfindungsgemäß O7I bis 50 my dick ist und aus Hartstoffen besteht, die Karbide und/oder Nitride und/oder Boride und/oder Suizide und/oder Oxyde von Elementen der IH. bis VI. Gruppe einzeln, in Form von Mischungen oder Mischkristallen sind. Stoffe, die sich dafür gut bewährt haben sind: Karbide, Nitride , Boride und Karbonitride der Elemente Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram, Lanthan, Cer und Gadolinium.
Die hohe Härte der für den Überzug benutzten Materialien bewirkt, daß diese auch dann schon einen sehr guten Verschleißschutz ergeben, wenn sie nur als sehr dünne Schichten aufgebracht sind.
Im allgemeinen genügen Schichtdicken von etwa 10 my. In besonderen Fällen werden dünnere und dickere Cfcerzüge günstiger sein, zum Beispiel mit einer Dicke von 2 bis 20 my„ Zwecks Verbesserung der Haftfestigkeit bzw. Verminderung von thermischen Spannungen, sind eine oder mehrere Zwischenschichten aus Metallen oder aus Legierungen von Me~ tallen und Hartstoffen oder aus Hartstoffen vorteilhaft. Die Zusammensetzung und An~ Ordnung der einzelnen Schichten des Überzuges wird sich dabei nach dem Grundmaterial, dem Verwendungszweck und auch nach der Art der Herstellung der Schichten richten.
Als Grundmaterial kommen sowohl metallische als auch nichtmetallische Stoffe in Frage, wie zum Beispiel nieder" und hochlegierte Stähle, Gußwerkstoffe, Buntmetalle, Leichtmetalle, Hartmeralle sowohl auf Wolframkarbid" als auch auf Titankarbidbasis, Glas und Keramik.
In manchen Fällen ist es zweckmäßig, den Hartstoffschichten noch einen rein metallischen Zusatz zu geben, der bis 30 Gew.% betragen kann. Als metallische Zusätze sind vor allem die Metalle Kupfer, Nickel, Eisen, Kobalt, Chrom, Molybdän und Wolfram geeignet. Manchmal kann es vorteilhaft sein, den Überzug aus mehreren, verschieden zusammengesetzten Schichten aufzubauen.
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Verwendet man für diese Überzüge farbige Hartstoffe, so kann durch die Überzüge eine entsprechende dekorative Wirkung erzielt werden. Um diese noch zu erhöhen7 können sie auch Oberflächenzonen aufweisen, die aus Hartstoffen mit verschiedenen Farben bestehen.
Die folgende Tabelle enthält einige Hartstoffe, die für diese Zwecke interessante Farben aufweisen:
Hartstoff
Titannitrid Titankarbon itrid
Zirkoniumnitrid Hafniumnitrid Vanaijdumnitrid Tantalkarbid Niobkarbid
Zirkoniumkarbonitrid
Niobkarbonitrid Vanadiumkarbonitrid LaB
CeB6
GdB,
ο
LaN und CeN
Farbe goldgelb rotgold bis rotviolett
je nach Zusammensetzung hellgelb gelbbraun hellgelb goldbraun hellbraun bis violett
je nach Zusammensetzung bronze bis rotviolett
je nach Zusammensetzung hei I violett hellgelb violett azurgrün blauviolett blau
schwarz
Für das Aufbringen der Hartstoffschichten können an sich bekannte Verfahren, wie Abscheidung aus der Gasphase, Sputtertechnik, Plasmaspritzen usw. verwendet werden.
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In Fällen, in welchen bei der Beschichtung keine ausreichend glatten Schichten ent" stehen, können diese durch Polieren auf Hochglanz gebracht werden. Dies erfolgt mit Aluminiumoxyd-Aufschlämmungen oder durch anodisches Abtragen oder durch Elektro" polieren.
Beispiel 1
Ein Eßbesteck aus einem Stahl X8Crl7 soll mit 4 my Titannitrid beschichtet werden. Die Abscheidung erfolgt aus der Gasphase bei 800 C mit einem Gasgemisch aus TiCL7 H_ und NL. Beschichtungsdauer 70 Minuten. Das Besteck weist einen goldgelben und hochglänzenden Überzug auf. Die Härte des Überzuges beträgt 2400 HV. Der Überzug selbst ist beständig gegen Feuchtigkeit, Schweiß, verdünnte anorganische und organische Säuren und Basen, Reinigungs" und Waschmittel. Dadurch bleiben die goldgelbe Farbe und der ursprüngliche Hochglanz über lange Zeit erhalten.
Beispiel 2
Gürtelschnallen und Taschenschlösser aus Titankarbid-Hartmetall werden mit HfN beschichtet. Die Beschichtung erfolgt aus der Gasphase mit einem Gemisch aus HfCL, H_ und NL bei 1150 C. Nach 60 Minuten wird ein 3 my starker gelblicher brauner Überzug aus HfN erhalten. Dieser Überzug kann mit ca. 1 my feinem ALO0 auf Hoch" glänz poliert werden. Der überzug hat eine Härte von ca. 2000 HV und ist sehr gut beständig gegen Schweiß, Luftfeuchtigkeit und Reinigungsmittel.
Beispiel 3
Ein Aschenbecher aus chromlegiertem Stahl wird auf Hochglanz poliert und mit einem Gasgemisch, bestehend aus Titantetrachlorid, Wasserstoff, Stickstoff und ÄVhylen 45 Minuten bei 800 C behandelt. Dabei entsteht ein Überzug, der aus 10% Titankarbid und 90% Titannitrid besteht. Diese Oberfläche zeigt einen sehr schönen rotvioletten Hochglanz und wird durch kurzes anodisches Abbeizen auf spiegelnden Hochglanz gebracht.
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Beispiel 4
Auf ein Messing"NamensschiId wird ein 1 my dicker Überzug aus LaB, durch Sputtern aufgebracht. Anschließend werden Buchstabenschablonen aufgelegt und mit ZrN wird jetzt eine 2 my dicke gelbe Schicht aufgetragen. Nach dem Abnehmen der Schablone erscheint eine gelbe Schrift auf violetten Grund. Durch kurzes Polieren mit ALO„ wird ein hochglänzendes Namenschild erhalten. Aufgrund der hohen Härte der Schichten ist dieser Glanz über lange Zeit beständig.
Beispiel 5
Manscheftenknöpfe aus Wolframkarbid"Co~Hartmetall sollen mit einem Überzug aus 15% Titankarbid und 85% Titannitrid versehen werden. Die Beschichtung erfolgt mit einem Gasgemisch aus TiCL7 Η~, N_ und CH . bei 900 C. Nach 59 Minuten hat sich ein 6 my dicker rotvioletter Titankarbonitrid-Überzug gebildet.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es können damit metallische und nichtmetallische Gebrauchs" und Ziergegenstände beliebiger Art abriebfest, kratzfest, korrosionsfest und ein" bzw. mehrfarbig gestaltet werden.
Beispiele dafür sind: Eßbestecke, Tür" und Fenstergriffe, Armaturen, Namensschilder, Gürtelschnallen, Taschenschlösser, Uhrenarmbänder, Manschettenknöpfe, Krawattennadeln, Feuerzeuge, Schlösser, Aschenbecher, Trinkgefäße, Gläser und Schalen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    . Mit einem Leerzug versehener Gebrauchs" und Ziergegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Ü>erzug 0,1 bis 50 my dick ist und aus Hartstoffen besteht, die Karbide und/oder Nitride und/oder Boride und/oder Silizide und/oder Oxyde von Elementen der III. bis Vl. Gruppe in Form von Mischungen oder Mischkristallen sind.
    2» Gebrauchs- und Ziergegenstände nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug Karbide und/oder Nitride und/oder Karbonitride und/oder Boride der Elemente Titan, Zirkonium ^. Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram, Lanthan, Cer und Gadolinium enthält.
    3. Gebrauchs- und Ziergegenstände nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug neben Hartstoffen noch bis zu 30% metallische Zusätze enthält.
    4. Gebrauchs" und Ziergegenstände nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Zusätze Kupfer, Nickel, Eisen, Kobalt, Chrom, Molybdän und Wolfram einzeln oder zu mehreren sind.
    5. Gebrauchs" und Ziergegenstände nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Grundmaterial und Deckschicht eine oder mehrere Zwischenschichten aus metallischen und/oder nichtmetallischen Stoffen vorbanden sind.
    6. Gebrauchs- und Ziergegenstände nach den Ansprüchen! bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug 2 bis 20 my dick ist.
    7. Gebrauchs- und Ziergegenstände nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug verschiedenfarbige Oberflächenzonen aufweist.
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