DE2608637B2 - Verfahren zum Herstellen von Legierungen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von LegierungenInfo
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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Description
b0
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen auf einem
Substrat.
Es ist bekannt, zwei oder mehrere Metalle gleichzeitig galvanisch auf einem Substrat abzuscheiden. Das
iVieiaii kann auf dem Substrat belassen oder von dem
Substrat getrennt und geglüht werden. Ein derartiges galvanisches Abscheiden unterliegt jedoch gewissen
Beschränkungen, die im besten Falle die Art der in Frage kommenden Legierungen oder wirtschaftlich
unzulängliche Verfahrensbedingungen betreffen, während im schlechtesten Falle ein Elektroformen bzw. ein
galvanisches Abscheiden der Legierung überhaupt unmöglich ist
So ist es beispielsweise trotz zahlreicher Versuche nicht gelungen, Nickel-Chrom-Legierungen durch gemeinsames
galvanisches Abscheiden aus einem Nickel und Chrom enthaltenden Elektrolyten mit einer
hinreichenden Menge Chrom in einer Nickelmatrix herzustellen. Es ist daher derzeit nicht möglich,
Nickel-Chrom-Legierungen durch galvanisches Abscheiden auf einem Träger herzustellen.
Bekannt ist aus der deutschen Patentschrift 2 49 778 auch ein Verfahren zum Herstellen von Legierungen
bzw. Legierungsüberzügen durch galvanisches Abscheiden der Legierungsbestandteile, bei dem auf einem
Substrat nacheinander extrem dünne Schichten der einzelnen Legierungsbestandteile niedergeschlagen
werden. Die Schichtdicke soll dabei so gering sein, daß sich schon beim Abscheiden die gewünschte Legierung
ergibt. Andererseits kann die Legierungsbildung bei dem bekannten Verfahren auch durch ein abschließendes
Glühen gefördert werden. Das aufeinanderfolgende Abscheiden einzelner Metallschichten erfordert naturgemäß
eine entsprechende Anzahl von Elektrolyten und dementsprechend mehrere voneinander getrennte Vorrichtungen.
Das bedingt einen erheblichen technischen Aufwand und hohe Produktionskosten.
Bekannt ist es auch, metallhaltige Teilchen, d. h. hier Metall in chemischer Bindung enthaltende Teilchen, in
einer metallischen Matrix galvanisch abzuscheiden, um die Härte und/oder Verschleißfestigkeit der Matrix zu
verbessern; dies geschah bislang nur, um einen Verbundüberzug herzustellen, bei dem die metallhaltigen
Teilchen unverändert, d. h. ohne Legierungsbildung, in die Metallmatrix eingebettet sind. Dabei wird eine
Legierungsbildung sogar durch Verwendung zersetzungsbeständiger metallhaltiger Teilchen oder ungeeigneter
Metalle oder die Wahl der Verfahrensparameter, der Mengenanteile der metallhaltigen Teilchen und des
Matrixmetalls verhindert. So ist es beispielsweise bekannt, Chromkarbid (Cr3C2) und Kobalt gleichzeitig
galvanisch abzuscheiden, um einen Kobalt/Chromkarbid-Überzug mit hoher Härte, jedoch ohne Legierungsbildung, herzustellen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen
von Legierungen auf Basis mindestens eines der Matrix-Metalle Nickel, Kobalt und Eisen mit oder ohne
Molybdän, Wolfram und/oder Titan durch gleichzeitiges galvanisches Abscheiden auf einem Substrat zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß gleichzeitig mit den vorerwähnten Matrix-Metallen,
vorzugsweise wasserbeständige. Metalle in chemischer Bindung enthaltende Teilchen in einer Matrix der
Matrix-Metalle abgeschieden und das gebundene Metall mindestens teilweise freigesetzt wird, um mit dem
Matrix-Metall eine Legierung zu bilden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mithin im Unterschied zu den bekannten Verfahren die
einzelnen Legierungsbestandteile gleichzeitig abgeschieden und die Legierungsbildung in situ im Wege
einer chemischen Umsetzung bzw. Zersetzung herbeigeführt.
Wenngleich sich das erfindungsgemäße Verfahren vornehmlich für solche Legierungen eignet, die sich nur
unter großen Schwierigkeiten oder auch gar nicht nach herkömmlichen Verfahren galvanisch abscheiden lassen,
läßt es sich ebensogut auch zum galvanischen Abscheiden solcher Legierungen anwenden, die beim
herkömmlichen Verfahren keine besonderen Schwierigkeiten bieten. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet
sich sowohl zum Abscheiden bleibender Überzüge auf Substraten als auch zum Abscheiden solcher Überzüge,
die wie beim Elektroformen von dem Substrat getrennt und für sich weiterverwendet werden.
Als Metall in chemischer Bindung enthaltende Teilchen eignen sich Karbide, Nitride, Boride oder
Hydride des Chroms, Molybdäns, Wolframs cder des Titans sowie zersetzbare intermetallische Verbindungen.
Die Metall in chemischer Bindung enthaltenden Teilchen können gleichzeitig mit Teilchen abgeschieden
werden, die beim Freisetzen des Metalls aus den metallhaltigen Teilchen zersetzungsbeständig sind. Auf
diese Weise lassen sich beispielsweise auch dispersionsverfestigte Legierungen herstellen. Die zersetzbaren
metallhaltigen Teilchen können auch für sich oder zusammen mit den nicht zersetzbaren Teilchen
gleichzeitig mit Metallteilchen und/oder mit überzogenen Metallteilchen, wie beispielsweise mit Karbiden
überzogenen Metallteilchen, abgeschieden werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich vorzugsweise Nickel oder Nickel und Kobalt mit
Chromkarbid-Teilchen galvanisch abscheiden, um einen Überzug aus einer Nickel-Chrom- oder einer Nickel-Kobalt-Chrom-Legierung
herzustellen. Dabei sollte die Menge der Chromkarbid-Teilchen auf einen Chromgehalt
eines Überzugs von mindestens 13% abgestellt sein.
Enthält der Überzug Kobalt und Chromkarbid-Teilchen,
dann sollten mindestens 50% der Matrix aus Kobalt bestehen.
Das Metall der metallhaltigen Teilchen kann auf jede geeignete Weise, beispielsweise durch ein Glühen an
Luft, in reduzierender Atmosphäre, wie beispielsweise Wasserstoff, oder unter Inertgas, wie Argon, freigesetzt
werden. Hierfür eignet sich ein mindestens 24stündiges Glühen bei Temperaturen bis 10000C oder auch bis
1400°C. Das Maß, in dem das Metall der metallhaltigen
Teilchen freigesetzt wird, läßt sich je nach Glühtemperatur und -zeit und/oder Glühatmosphäre einstellen, um
die gewünschte Legierung zu bilden und ihr bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Dies kann beispielsweise
durch ein 24stündiges Glühen bei 10000C mit Luftabkühlung
geschehen.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich übliche Bäder, wie beispielsweise Watts- oder Sulphamat-Bäder;
es läßt sich nach Art eines Elektroformens durchführen. Vorzugsweise kommen wäßrige Elektrolyte
zur Verwendung, wenngleich sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch andere Elektrolyte
eignen. Manche Elektrolyte zersetzen sich mit der Zeit; sie sollten daher nur frisch verwendet und/oder gegen
frische Elektrolyte ausgetauscht werden. Beim Elektroformen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sollte
das Metall der metallhaltigen Teilchen nach dem Trennen des Niederschlags von dem Substrat durch
Glühen freigesetzt und die Legierungsbildung eingeleitet werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Legierungen können im Urzustand härter oder weicher
als das für sich galvanisch abgeschiedene Matrixmetall ohne Nachbehandlung sein, je nachdem, welches Metall
oder welche Metalle die Teilchen enthalten. Entscheidend ist dabei allein die Tatsache, daß sich beim oder
nach dem Glühen eine Legierung ergibt, deren Härte höher ist als die Härte des Matrix-Metalls. Ein
besonderer Vorteil liegt in diesem Falle darin, daß sich die bessere Härte ohne Beeinträchtigung der Elektroformbarkeit
ergibt
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von ι ο Ausführungsbeispielen des näheren erläutert
Um gleichzeitig Chromkarbid mit Nickel oder Nickel und Kobalt abzuscheiden, wurde ein 31,75 mm2 großes
Blech aus dem rostfreien Stahl 304 mit 19% Chrom, 10% Nickel, höchstens 2% Mangan, höchstens 1%
Silizium, höchstens 0,08% Kohlenstoff, Rest Eisen in einem wäßrigen Elektrolyten mit 600 g/l Nickelsulphamat,
10 g/l Nickelchlorid, 40 g/l Borsäure und den sich aus der nachfolgenden Tabelle I ergebenden unterschiedlichen
Gehalten an Kobaltsulphamat und Chromkarbid einer Teilchengröße von 2,5 μΐη plattiert.
Über | 30 | A | Kobalii) | Chrom | Kobalt | Kohlen | Chrom |
zug | 1 | karbid | i. Über | stoff i. | karbid i. | ||
B | zug2) | Überzug2) | Überzug2) | ||||
35 2 | (g/i) | (g/i) | (%) | (%) | (%) | ||
0,03 | 0 | 1 | 0,003 | 0 | |||
0,03 | 300 | 1 | 3,05 | 23,2 | |||
4,1 | 0 | 30 | 0 | 0 | |||
4,25 | 300 | 19 | 2,55 | 19,1 |
<) Als Kobaltsulphamat.
2J Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des
Niederschlags.
3) Rechnerisch aufgrund des Kohlenstoffgehalts ermittelt.
3) Rechnerisch aufgrund des Kohlenstoffgehalts ermittelt.
Die Überzüge A und B liegen außerhalb der Erfindung, während die Überzüge 1 und 2 dem
erfindungsgemäßen Verfahren entsprechen. Alle Überzüge wurden bei einer Stromdichte von 4,3 A/dm2, einer
Badtemperatur von 60° C und einem pH-Wert von 4,0 aus mechanisch bewegten Bädern niedergeschlagen und
sogleich auf innere Spannungen untersucht. Der Nickelüberzug A blätterte nicht von dem rostfreien
so Blech ab, was erfahrungsgemäß gleichbedeutend mit niedrigen inneren Spannungen ist und die Eignung des
Überzugs für ein Elektroformen belegt. Der Nickel-Kobalt-Überzug B besaß hohe innere Spannungen von
110 N/mm2, die mit Hilfe eines Spiral-Kontraktometers gemessen wurden, und erwies sich damit als für ein
Elektroformen ungeeignet. Dies bestätigte auch die Beobachtung, daß der Niederschlag an den Blechkanten
abblätterte, was erfindungsgemäß ein Anzeichen für hohe innere Spannungen ist. Das Chromkarbid ergab
bo bei dem kobaltfreien Nickel-Überzug 1 und dem
Nickel-Kobalt-Überzug 2 kein Abblättern, was erfahrungsgemäß ein Anzeichen für niedrige innere Spannung
und eine gute Eignung für das Elektroformen ist. Dies steht im Gegensatz zu den bisherigen Erfahrungen,
b5 wonach ein gleichzeitiges Abscheiden von Kobalt und
Chromkarbiden infolge der Sprödigkeit des Niederschlages nicht in Frage kommt.
Die Überzüge 1 und 2 wurden von dem rostfreien
Die Überzüge 1 und 2 wurden von dem rostfreien
Blech getrennt und sowohl vor als auch nach dem Glühen hinsichtlich ihres Kohlenstoffgehaltes untersucht,
um den Anteil des in die Nickel- bzw. in die Nickel-Kobalt-Matrix diffundierten Chroms zu bestimmen.
Die dabei ermittelten Werte ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle 11.
Über zug |
Vor dem Glühen | Kohlen stoff |
Nach einem Glühen (24 h/1000°C/H2) |
Kohlen stoff |
Nach einem Glühen (24 h/1000°C/Ar) |
Kohlen stoff |
Chrom Kobalt | (0/0)5) | Chroi,; Kobalt | (0/0)5) | Chrom Kobait | (0/0)5) | |
(0ZoY) (0ZoY) | (VoY) (VoY) | (VoY) (VoY) | ||||
0
0
0
ca. 1,0
18-19
18-19
3,05
2,55
2,55
22
21
21
ca. 1,0 18-19 0,023
0,002
0,002
11
13-14
13-14
ca. 1,0
18-19
18-19
4I Die Gehalte wurden mit Hilfe einer Mikrosonde bestimmt und sind auf das Gewicht der Matrix bezogen.
5) Der Kohlenstoffgehalt wurde im Wege einer Verbrennung bestimmt und auf das Gesamtgewicht bezogen.
2,26
0,86
0,86
Die Daten der Tabelle II zeigen, daß beim reduzierenden Glühen unter Wasserstoff und beim
inerten Glühen unter Argon ein wesentlicher Teil des metallischen Chroms in die Nickel-Matrix des Überzugs
1 bzw. in die Nickel-Kobalt-Matrix des Überzugs 2 diffundierte. Dies steht im Gegensatz zu den bisherigen
Erfahrungen, wonach es beim Glühen von Kobalt-Chromkarbid-Überzügen zu einer weiteren Karbidbildung,
jedoch nicht zu einer Diffusion des Chroms in die Kobalt-Matrix kommt.
Des weiteren zeigen die Daten der Tabelle II, daß beim Glühen in reduzierender Atmosphäre mehr
Kohlenstoff aus dem Überzug entfernt und mehr Chrom in die Matrix diffundiert, als das beim Inertgasglühen der
Fall ist. Die Daten der Tabelle II erlauben auch einen Vergleich der Wirkungen einer inerten oder reduzierenden
Glühatmosphäre auf die Gehalte des Überzugs an Chrom und Kohlenstoff.
Die Überzüge A und B wurden ebenfalls von den rostfreien Elechen getrennt und ebenso wie die
Überzüge 1 und 2 hinsichtlich ihrer Vickers-Härte vor und nach dem Glühen mit unterschiedlichen Bedingungen
untersucht. Die Härtewerte wurden dabei mit Hilfe eines 1 -kg-Gewichts bestimmt und sind aus der
nachfolgenden Tabelle III ersichtlich.
Überzug
Härte
(HV)
(HV)
Glühhärte
(24 h/1000°C/H2)
(HV)
Glühhärte
(24 h/1000°C/Ar)
(HV)
A | 249 | 55 | 54 |
1 | 445 | 223 | 264 |
B | 405 | 60 | 5b |
2 | 397 | 215 | 213 |
Die Daten der Tabelle III zeigen, daß der Nickel-Überzug A ohne Glühen eine verhältnismäßig
niedrige Härte von 249 HV besaß, die nach dem Glühen verlorenging. Der Nickel-Kobalt-Überzug B besaß
dagegen mit 405 HV eine wesentlich höhere Härte als der Überzug A. Hieran zeigt sich die günstige Wirkung
des Kobalts, wenngleich die Härte von 405 HV beim Glühen verlorenging. Die Härtewerte der Überzüge 1
und 2 waren vor dem Glühen den Härtewerten des Nickel-Kobalt-Überzugs B sehr ähnlich, lagen jedoch
über den Härtewerten des Nickel-Überzugs A, wobei
der kobaltfreie Überzug 1 vor dem Glühen eine höhere Härte besaß als der Nickel-Kobalt-Überzug B sowie
eine weitaus höhere Härte als der Nickel-Überzug A.
Im allgemeinen ist die Menge des Kobalts, die sich mit Nickel galvanisch abscheiden läßt, durch die Tatsache
begrenzt, daß die an sich wünschenswerte Erhöhung der Härte mit zunehmendem Kobaltgehalt von einem
unerwünschten Anstieg der inneren Spannungen nach dem Abscheiden begleitet ist. Die augenscheinliche
Verminderung der inneren Spannungen beim gleichzeitigen Abscheiden von Chromkarbid erlaubt im Falle
eines Nickel-Kobalt-Überzugs einen höheren Kobaltgehalt und damit eine höhere Härte bei niedrigen oder
auch ganz fehlenden inneren Spannungen.
Des weiteren zeigt sich die Wirkung einer inerten oder reduzierenden Glühatmosphäre auf die Chromdiffusion
in die Matrix der Überzüge 1 und 2 an den Härtewerten nach einem 24stündigen Glühen bei
10000C und anschließendem Abkühlen an Luft. Die Härte und damit auch die Festigkeit und Verschleißbeständigkeit
blieben bei den Überzügen 1 und 2 in einem weitaus größeren Maße erhalten als bei dem unter
denselben Bedingungen geglühten Nickelüberzug B, wie die Daten der Tabelle III zeigen.
Ein Vergleich der für die Überzüge B und 2 aus den Tabellen I bis III ersichtlichen Daten zeigt, daß die
Härte des chromkarbidhaltigen Nickel-Kobalt-Überzugs nach dem Glühen in weit stärkerem Maße erhalten
blieb. Zudem zeigen die Daten der Tabelle II, daß die
höhere bleibende Härte des Überzugs 2 durch das Eindiffundieren des Chroms in die Nickel-Kobalt-Matrix
als Folge der Zersetzung des Chromkarbids beim Glühen bedingt ist.
Ein ähnlicher Vergleich der Daten aus den Tabellen I
bis III für die Überzüge A und 1 zeigt, daß das gleichzeitige Abscheiden von Chromkarbid und Nickel
beim Glühen aufgrund der Zersetzung des Chromcarbids und der Chromdiffusion in die Nickel-Matrix eine
höhere bleibende Härte ergibt als im Falle des chromkarbidfreien Nickelüberzugs A. Das Glühen eines
herkömmlichen Kobalt-Chrom-Karbid-Überzugs bei einer Temperatur von 1000° C führt dagegen infolge
weiterer Karbidbildung zu einer Härtesteigerung von 465 HV auf 600 HV, ohne daß Chrom in die Kobaltmatrix
eindiffundiert. Dies steht im Gegensatz zur Verringerung der Härte und der Legierungsbildung
beim Glühen der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Überzüge 1 und 2.
Weiteire Überzüge 3 bis 11 wurden entsprechend den
Angaben zu dem Beispiel 1 abgeschieden und untersucht; ihre Kobaltgehalte sind aus der nachfolgen-
den Tabelle IV und ihre Matrixanalysen und Härtewerte nach einem Glühen aus der nachfolgenden Tabelle V
ersichtlich. Der Analysenrest bestand in jedem Falle aus Nickel.
Über | Matrix | Matrix (%)6) | Teilchen | Tcilchcn- | Koball- | Eisen | Cr | Mo | Fe Ti | Kohlenstoff | W | WO | 24 h/ |
zug | geh;ill | gchalt | gehalt | 1000° C/Ar | |||||||||
vor dem | 1,5 | ||||||||||||
(g/l) | (g/l) | (g/l) | Glühen | 24 h/ | |||||||||
Cr Mo Fc | 1000° C/H 2 | 1,8 | |||||||||||
3 | Nickel | Wolfram/ | 300 | 0,03 | 0 | 1,8 | 0,05 | 0,97 | |||||
Titan —Karbid | |||||||||||||
4 | Nickel-Kobalt | desgl. | 300 | 5,12 | 0 | 2,0 | 0,195 | N. A. | |||||
CJl | Nickel —Eisen | Chrom — | 300 | 0 | 2,0 | 2,9 | N. A. | 0,72 | |||||
Karbid | |||||||||||||
6 | Nickel —Eisen | desgl. | 300 | 0 | 2,0 | 3,4 | 0,78 | 0,165 | |||||
7 | Nickel | Wolfram — | 300 | 0,03 | 0 | 1,0 | 0,037 | 0,044 | |||||
Karbid | |||||||||||||
8 | Nickel-Kobalt | desgl. | 300 | 4,15 | 0 | 0,445 | 0,034 | 0,006 | |||||
9 | Nickel | Molybdän- | 25 | 0,03 | 0 | 0,112 | 0,002 | N. A. | |||||
Karbid | |||||||||||||
10 | Nickel-Kobalt | desgl. | 25 | 4,02 | 0 | 0,087 | 0,005 | ||||||
11 | Nickel- | Chrom- | 300 | 0 | 0 | 1,9 | 0,027 | Glühhärte | |||||
Molybdän | Karbid | (24 h/ | |||||||||||
Tabelle V | 10000C/ | ||||||||||||
Über | Härte Glühmatrix (24 h/1000°C/H2) | (o/o)f) | Glühhärte | Ar) | |||||||||
zug | (24 h/ | (HV) | |||||||||||
1000° C/ | |||||||||||||
HO | |||||||||||||
Ti W (HV) | (HV) | ||||||||||||
0
0
0
20
0
0
521
578
590
590
400
395
390
548
578
590
590
400
395
390
548
0
0
0
16-17
0
0
0 1,5-4 4,5
0 1-2 4,5
0 1-2 4,5
16
0
0
0
8-14
8-14
198
196
196
332
132
76
92
92
217
212
333
212
333
71
75
75
0 10-14 0 0 0 -
0 0
Die Daten der Tabelle IV zeigen, daß ein 24stündiges Glühen bei 1000°C unter Wasserstoff oder Argon in
allen Fällen zu einer Verringerung des Kohlenstoffgehaltes führte. Dabei ist die Verringerung des Kohlenstoffgehaltes
beim Glühen unter Wasserstoff größer als beim Glühen unter Argon. Die Daten der Tabelle V
lassen zudem erkennen, daß die Verringerung des Kohlenstoffgehaltes beim Glühen unter Wasserstoff mit
einer Chromdiffusion sowie mit einer Verringerung der Härte, jedoch nicht mit einem völligen Härteverlust
verbunden ist. Da der Kohlenstoffgehalt beim Argonglühen in geringerem Maße abnimmt als beim
Wasserstoffglühen, wird in diesem Falle auch entsprechend weniger Chrom freigesetzt und ergibt sich eine
entsprechend schwächere Chromdiffusion als beim Wasserstoffglühen. Trotzdem lagen die Härtewerte
nach dem 24stündigcn Glühen bei 1000°C in beiden Fällen verhältnismäßig nahe beieinander.
Vergleicht man die Härte des chromkarbidfreien Überzugs A gemäß Tabelle IM mit den Härtewerten der
Überzüge 3, 7 und 9 gemäß Tabelle V, dann zeigt sich, daß das Einbetten der metallhaltigen Teilchen in die
Nickel-Matrix beim galvanischen Abscheiden sowohl vor als auch nach dem Glühen eine höhere Härte ergibt.
Ähnliches ergibt sich bei einem Vergleich der Härtewerte des teilchenfreien Nickel-Kobalt-Überzugs
B gemäß Tabelle III und der erfindungsgemäßen Überzüge 4,8 und 10 gemäß Tabelle V.
Des weiteren ergibt sich bei einem Vergleich der Härtewerte der Überzüge 3, 4, 7, 8 und 9 sowie 10, daß
sich das gleichzeitige Abscheiden metallhaltiger Teilchen im Falle einer Nickel-Kobalt-Matrix etwas
günstiger auswirkt als im Falle einer Nickel-Matrix.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Abscheiden von Legierungen beispielsweise mit erhöhter
Verschleißfestigkeit oder Korrosionsbeständigkeit. Demgemäß ergeben sich besondere Vorteile beim
galvanischen Überziehen oder Elektroformcn von beispielsweise Gießformen und Gesenken sowie beim
Überziehen von Übcrhilzerrohrcn.
Auf 31,75 mm2 große Bleche aus niedriggekohltem Stahl und dem rostfreien Stahl 304 wurden nach dem
Verfahren des Beispiels 1 unter Verwendung eines kobaltfreien Elektrolyten mit 300 g/l Chromkarbidüberzüge
aufgebracht. Im Hinblick auf ein besseres Haftvermögen wurde die Probe aus niedriggekohltem
Stahl vor dem galvanischen Abscheiden elektrolytisch gereinigt, in 10%ige Salzsäure getaucht und gewaschen.
In ähnlicher Weise wurde die Probe aus rostfreiem Stahl vor dem galvanischen Abscheiden elektrolytisch gereinigt
sowie kathodisch in einer Lösung aus 200 g/l Nickelchlorid und 70 ml/1 Salzsäure 5 Minuten bei
2 A/dm2 einer Elektrolyse unterworfen und anschließend gewaschen.
Die beiden Proben wurden nach der Elektrolyse 24 Stunden bei 1000°C unter Wasserstoff geglüht, um die
Chromkarbide zu zersetzen. Mit Hilfe einer Mikrosonde
wurde festgestellt, daß der Überzug auf der Probe aus niedriggekohltem Stahl 14% Chrom und der Überzug
auf der Probe aus rostfreiem Stahl 18% Chrom enthielt. Eine metallographische Untersuchung der Proben
ergab in beiden Fällen unzersetzte Karbide.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch zum Elektroformen von Teilen aus einer Nickel-Chrom-Legierung
mit verbesserter Resthärte nach dem Glühen und ausgezeichneten Hochtemperatur-Eigenschaften
und einer hohen Korrosionsbeständigkeit. Des weiteren lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
Preßwerkzeuge, Gießformen, Druckplatten und -zylinder, Diamantschneiden und Folien, beispielsweise als
Wärmeisolierung oder für Batterien, Spiegel oder Bänder, beispielsweise Lot- oder Widerstandsbänder,
Wellenführungen, Wärmeaustauscher, Filter und Flugzeugteile, wie beispielsweise Turbinenschaufeln, herstellen.
Claims (13)
1. Verfahren zum Herstellen von Legierungen durch elektrolytisches Abscheiden von Metallen auf
einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Matrix-Metalle Nickel,
Kobalt und Eisen mit oder ohne Molybdän, Wolfram und/oder Titan zusammen mit Metall in chemischer
Bindung enthaltenden Teilchen abgeschieden und im Wege einer mindestens teilweisen Zersetzung der
metallhaltigen Teilchen eine Legierung mit dem Matrix-Metall hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Matrix-Metall wasserbeständige
metallhaltige Teilchen abgeschieden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Matrix-Metall
Karbide, Nitride, Boride oder Hydride der Metalle Chrom, Molybdän, Wolfram und Titan oder
deren zersetzbare intermetallische Verbindungen einzeln oder nebeneinander abgeschieden werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit Nickel
oder Nickel und Kobalt Chromkarbidteilchen abgeschieden werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
metallhaltigen Teilchen zusammen mit zersetzungsbeständigen Teilchen abgeschieden werden. jo
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
metallhaltigen Teilchen zusammen mit Metallteilchen und/oder überzogenen Metallteilchen abgeschieden
werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
metallhaltigen Teilchen durch Glühen zersetzt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag an Luft oder unter
reduzierender oder inerter Atmosphäre geglüht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Glühen unter Wasserstoff.
10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Glühen unter Argon,
11. Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch ein mindestens 24stündiges Glühen bei Temperaturen
bis 1400° C.
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet
durch ein Glühen bei Temperaturen bis 1000°C mit
Luftabkühlung.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Niederschlag vor dem Glühen von dem Träger getrennt wird.
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