DE2651970A1

DE2651970A1 - Beschichtetes formwerkzeug und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2651970A1
Application number: DE19762651970
Authority: DE
Inventors: Nicholas John Archer; Christopher William Jowett
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd; Fulmer Research Institute Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd; Fulmer Research Institute Ltd
Priority date: 1975-11-14
Filing date: 1976-11-15
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2331390A1; JPS6058307B2; IT1123082B; FR2331390B1; JPS5289583A

Description

DR.-ING. RICHARD SLAWE. MÖNCHEN DIPL-ING. KLAUS DELFS, HAMBURG DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL, MÖNCHEN DIPL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL, HAMBURG

8 MÖNCHEN 26
POSTFACH 37
LIEBHERRSTR. 20
TEL. (089) 22 65 48
TELEX 52 25 05

MÜNCHEN

A 61

2 HAMBURG13 POSTFACH 2570 ROTHENBAUM-CHAUSSEE 58 TEL. (040)410 20 08 TELEX 21 29 21

FÜLMEH EESEARCE IESTITUSI. LIMITED
Slough / England

und

ALCAi: EESEARCH AUD DiVELOPJEEIiT LILIITLD
Montreal, Quebec / Kanada

Beschichtetes Formwerkzeug
und Verfahren zu seirer Herstellung

Die Erfindung betrifft ein beschichtetes lornwerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung.

Zahlreiche Metalle werden zu Schläuchen, Stangen, Profilen und Drähten verarbeitet, indem sie durch ein Formwerkzeug ge-

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BANK: DRESDNER BANK, HAMBURG, 4030448 (BLZ 200800 00) - POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 ■ TELEGRAMM: SPECHTZIES

ORfGfMAL INSPECTED

zogen oder extrudiert werden. Das für diese Formwerkzeuge verwendete Material muß im Verhältnis zu den zu ziehenden oder zu extrudierenden Materialien hart sein und mit diesen geringe chemische Wechselwirkungen eingehen. Formwerkzeuge werden gewöhnlich aus diffusionsgehärteten Stählen oder einem gesinterten Carbidmaterial hergestellt. Infolge der ihm eigenen Brüchigkeit kann ein gesintertes Carbidmaterial lediglich für die Herstellung von den einfachsten Werkzeugkonfigurationen verwendet werden. Man kann Diffusionsverfahren zur Härtung der Oberfläche eines Stahlformwerkzeugs verwenden, wobei man jedoch lediglich eine begrenzte Zunahme der Oberflächenhärte erreicht. Es wird daher ein Verfahren für die Härtung der Oberfläche von Stählen benötigt, das auf Stahlformwerkzeuge angewendet werden kann, und durch das der behandelte Stahl eine härtere Oberfläche als bei den bisher bekannt gewordenen Verfahren erhält.

Stahlformwerkzeuge können in zahlreichen Extrusionsverfahren verwendet werden. Sie werden beispielsweise für die Extrudierung von Aluminium zu massiven oder hohl ausgebildeten Abschnitten verwendet, welche häufig einen sehr komplizierten Querschnitt aufweisen. Aluminiumpuppen werden bei etwa 50O⁰O extrudiert, und zwar durch ein Formwerkzeug, das normalerweise aus einem warmformenden Werkzeugstahl hergestellt ist. Zusätzlich zu dem durch das Formwerkzeug gehenden Aluminium ist auch eine gewisse Menge an Aluminiumoxid

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vorhanden. Das Material zeigt sehr starke Schleifeigenschaften und neigt dazu, die innere Oberfläche der Öffnung des Formwerkzeugs zu verschleißen. Dieser Fehler beginnt gewöhnlich an der Eintrittskante der Öffnung und "breitet sich in dem Formwerkzeug aus. Die Gresamtlebensdauer des Formwerkzeugs hängt nicht nur von der Verschleißgeschwindigkeit der Öffnung ab, sondern auch von der Geschwindigkeit, bei der die Oberflächengüte des extrudierten Materials sich mit dem Verschleiß des Formwerkzeugs verschlechtert. Demgemäß ist ein Formwerkzeug mit einer harten Oberfläche, die sehr wenig in Wechselwirkung mit dem Aluminium steht, für die Herstellung von guten Extrusionskörpern aus Aluminium erwünscht. Dabei sind jedoch eine Anzahl von praktischen Kriterien zu berücksichtigen, wenn es sich um eine Beschichtung für eine kompliziert ausgebildete Formwerkzeugöffnung handelt. Infolge der Schwierigkeit, die inneren Oberflächen eines komplizierten Formwerkzeugs zu polieren, ist es erwünscht, daß das beschichtete Material so hart wie zur Erreichung einer guten Abriebfestigkeit erforderlich ist. Obwohl man für eine maximale Lebensdauer eine harte Oberfläche benötigt, können einige Beschichtungen verständlicherweise zu hart sein, um praktisch verwendbar zu sein.

Es gibt zwar eine Anzahl von Verfahren, um Stahl mit einer harten Oberfläche auszurüsten, andererseits bestehen jedoch eine Anzahl von Gründen, denen zufolge derartige

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Verfahren nicht für ein Formwerkzeug verwendet v/erden können. Formwerkzeuge v/erden häufig zur Extrusion von sehr geringen Querschnitten (manchmal weniger als 1 mm) ausgebildet. Folglich ist es unmöglich, die inneren Oberflächen des Formwerkzeugs mittels irgendeines "Visierlinien"-Verfahrens zu beschichten, z.B. durch Flamm- oder Plasmasprühen oder Elektroplatieren. Weiterhin ist es erwünscht, daß man ein fertiges, vollständig wärmebehandeltes Formwerkzeug herstellt und testet, bevor seine Oberfläche abschließend gehärtet worden ist. Dies liegt in dem Umstand begründet, daß es erhebliche Geschicklichkeit erfordert, ein Formwerkzeug herzustellen, das "läuft"j d.h. das die erforderliche Extrusionsform ergibt. Das Formwerkzeug muß vor diesem Test vollständig hitzebehandelt sein, da sämtliche nachfolgenden Behandlungen zu Verzerrungen führen würden. Aus diesem Grunde können daher für diese Anwendung lediglich solche Verfahren berücksichtigt werden, die unterhalb der Tempertemperatur des Stahlsubstrats arbeiten.

Demgemäß können nur solche Verfahren für die Anwendung auf Formwerkzeuge berücksichtigt werden, die ein sehr hohes Streuvermögen aufweisen, d.h. durch die eine relativ gleichförmige Metallschicht auf sämtlichen, sowohl inneren als auch äußeren Oberflächen erzeugt werden kann. Die chemische Abscheidung aus der Dampf- bzw. Gasphase (C.V.D.) ist für diesen Anwendungstyp besonders geeignet, da sie von der

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iVechselwirkung eines geeigneten G-asgeinisches auf einer erhitzten Oberfläche zur Ausbildung einer Beschichtung abhängt und dieses weitgehend unabhängig von der Geometrie des Substrats ist. Dieser Verfahrenstyp ist für die Beschichtung von Formwerkzeugen gut geeignet, da man das Gasgemisch durch die Formwerkzeugöffnung strömen lassen kann.

Es ist ein Verfahren zur chemischen Abscheidung von Y/olframcarbid aus der Dampf- bzw. Gasphase bekannt, bei dem Wolframcarbid durch chemische Gasphasenwechselwirkung zwischen (1) Volframhexafluorid, (2) Benzol, 'Toluol oder Xylol und (3) Wasserstoff herbeigeführt wird, wobei die Wechselwirkung bei einer Eeaktionstemperatur zwischen 400 und 1000⁰G stattfindet. Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff in dem Gemisch muß ausreichend niedrig sein, um sicherzustellen, daß sich bei der Bildung von Wolframcarbid kein Kohlenstoff abscheidet. Dieses Verfahren weist das erforderliche hohe Streuvermögen auf und erfüllt darüber hinaus auch das Erfordernis der niedrigen Temperatur, da es bei einer Temperatur im Bereich von 400 bis 55O⁰C durchgeführt werden kann. Diese Arbeitstemperatur ergibt befriedigende Ergebnisse, da zahlreiche Werkzeugstähle bei dieser Temperatur beschichtet werden können, ohne daß sie dabei weich werden.

Die chemische \"'olframcarbid-Ab scheidung aus der Dampfbzw. Gasphase auf einem Stahlformwerkzeug ist jedoch selbst

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nicht ausreichend, da die Y/olframcarbidbeschichtung nicht ausreichend fest auf der Stahloberfläche haftet. Man kann diese Schwierigkeit überwinden, indem man eine Zwischenbeschichtung zwischen dem Stahl und dem Wolframcarbid einführt. Eine derartige Zwischenschicht'kann hergestellt werden, indem man den nicht-elektrischen Nickelprozeß anwendet. Dieses Verr fahren weist ebenfalls ein sehr hohes Streuvermögen auf. Es ermöglicht die Abscheidung einer gleichförmigen dünnen Schicht, z.B. aus Nickelphosphid, innerhalb des Hohlraums eines Formwerkzeugs. Die Nickelphosphidschicht ist bei der Abscheidung ziemlich weich, ihre Härte steigt jedoch auf etwa 1000 YPE", wenn man sie auf eine Temperatur im Bereich zwischen 400 und 55O⁰C, d.h. die für die Abscheidung von Wolframcarbid verwendete Temperatur, erhitzt. Die Kombination dieser zwei Beschichtungsverfahren führt somit zu einem System, bei dem eine gute Adhäsion zwischen jeder Schicht und ein allmählicher Anstieg der Härte von dem Substrat bei etwa 400 VPN zu der Oberflächenschicht von Wolframcarbid bei 2500 VPN vorliegt.

Demgemäß ist die Erfindung auf ein verbessertes Formwerkzeug für die Formgebung eines Metalles gerichtet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Formwerkzeug ein Stahlsubstrat umfaßt, das an seinen Arbeitsoberflächen mit einer Nickelphosphid enthaltenden Schicht versehen ist, wobei die Nickelphosphid enthaltende Schicht eine darauf

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aufgebrachte weitere Schicht aufweist, die im wesentlichen aus Wolframcarbid besteht.

Sine Verbesserung der gemäß den oben genannten Verfahren hergestellten Formwerkzeuge kann durch Kontrolle der Endhärte der Oberflächenbesehichtung erreicht v/erden. Es ist sehr schwierig, die außerordentlich harte Oberfläche innerhalb der Aushöhlung des Formwerkzeugs zu polieren, und es ist ein praktischer Vorteil, daß man die Oberflächenhärte des Beschichtungssystems steuern kann, obwohl dabei ein geringer Verlust in der G-esamtlebensdauer des Werkzeugs auftreten kann. Dies kann erreicht werden, indem man der äußeren Wolframearbidbeschichtung wolframmetall zusetzt. Man kann dies erreichen, indem man die Kohlenwasserstoffmenge, die dem in den obigen bekannten Verfahren verwendeten chemischen Wolframabscheidungsgemisch zugesetzt wird, verringert. Die Härte der äußeren Schicht kann dabei in dem Bereich von 1000 bis 2500 VPE" gesteuert werden. Reines Wolfram weist eine Härte von etwa 600 VPN auf, die Zugabe von lediglich einigen wenigen Prozenten Wolframcarbid steigert jedoch die Härte auf etwa 1000 VPE".

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist daher die Uickelphosphid enthaltende Schicht eine darauf aufgebrachte weitere Schicht auf, die aus einem Gemisch von Wolfram und Wolframcarbid besteht.

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Die Dicke der BeSchichtungen ist für die Herstellung von Oberflächen mit befriedigenden Verschleißfestigkeiten wichtig, Die Nickelphosphid enthaltende Schicht sollte so dünn wie möglich sein, soweit dies mit einer vollständigen Bedeckung der Oberfläche verträglich ist; die bevorzugte Schichtdicke beträgt etwa 1 um. Die bevorzugte Dicke für die Wolframcarbid- oder Wolfram/Wolframcarbid-Schicht beträgt 5 bis 15 um, vorzugsweise etwa 10' um. überraschenderweise hat sich gezeigt, daß diese relativ dünnen Beschichtungen wirksamer sind als solche mit größerer Dicke. Die dünne Beschichtung ist flexibler als die dicke und weist dennoch eine befriedigende Verschleißdauer auf.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Formwerkzeugen der oben genannten Art. Dieses Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß man ein Stahlformwerkzeug in eine wässrige lösung eintaucht, die Uiekelionen und ein phosphorhaltiges Reduktionsmittel enthält, um eine Hlckelphosphid enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Stahlformwerkzeugs abzuscheiden, und daß man danach eine Schicht von Wolframcarbid oder eine Schicht, die ein G-emisch von Wolfram und Wolframcarbid enthält, auf der genannten, Fickelphosphid enthaltenden Schicht mittels einer chemischen Abscheidung aus der Gasphase abscheidet.

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Das Verfahren der Erfindung kann auf sämtliche v/armformenden Werkzeugstähle angewendet werden, obwohl- die bevorzugten. Stähle zur Verwendung in dem Verfahren der !Erfindung diejeni-' gen sind, die unter dem ÄlSI-System- als H11 und H15 bezeichnet werden.

Vorzugsweise besteht die Schicht zwischen dem Stahlformwerkzeug und dem Wolframcarbid aus Kxckelphosphit, das auf dem Stahl aus einer alkalischen, ITickelionen und Eypophosphitionen enthaltenden Lösung abgeschieden werden kann. Das in dieser Weise beschichtete Stalilformwerkzeug wird vorzugsweise in einem Wärmebehandlung^schritt behandelt, indem man es beispielsweise auf eine !Temperatur von etwa 50O⁰C für mehrere Stunden erhitzt, so daß das ITickelphosphid seine maximale Härte entwickeln kann. Dieser Wärmebehandlungsschritt kann vor oder während der chemischen Gasphasenabscheidung der Schicht aus 7/olframcarbid oder Y.'olfraia/Foliramcarbid durchgeführt werden.

Die chemische Gasphasenabscheidung von reinem Wolframcarbid wird vorzugsweise gemäß der oben beschriebenen bekannten Verfahren durchgeführt. In diesem Verfahren bildet man Wolframcarbid aus, indem man eine chemische Wechselwirkung in der Gasphase zwischen (1) Wolframhexafluorid, (2) Benzol, Toluol oder Xylol und (5) Viasserstoff ablaufen läßt, wobei die Wechselwirkung bei einer Reaktionstemperatur zwi-

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seilen 400 und 100O⁰C durchgeführt wird, und wobei man ein Kohlenstoff/Wasserstoff -Verhältnis in dem G-emisch einstellt, das ausreichend gering ist, um zu gewährleisten, daß im wesentlichen sich kein Kohlenstoff während der Bildung von Wolframcarbid abscheidet. Die Reaktion wird vorzugsweise in G-egenwart eines inerten verdünnenden Gases durchgeführt, wobei die Temperatur vorzugsweise im Bereich von 500 bis 900⁰C liegt.

Die chemische Abscheidung aus der Gasphase von Mischungen aus Wolfram und Wolframcarbid wird vorzugsweise gemäß einer Modifikation dieses Verfahrens durchgeführt. Gemäß dieser Modifikation variiert man die Konzentration des Kohlenwasserstoffs in dem Eeaktionsgemisch zwischen 1 und 99 Mol-fo der für die stöchiometrische Reaktion zwischen Kohlenwasserstoff und Wolframhexafluorid erforderlichen Menge. Dadurch variiert die Zusammensetzung der Beschichtung zwischen 1 und 99 f° Wolframcarbid, wobei der Rest aus Wolfram besteht. Die Härte der Beschichtung variiert demgemäß zwischen 600 und 2500 VPIJ. Die bevorzugte Beschichtung umfaßt Wolframcarbid und 10 bis* 20 fo Wolfram und weist eine Härte von 1000 bis 1500 VPH auf.

Die Formwerkzeuge gemäß der Erfindung sind insbesondere geeignet zur Verwendung als Extrusionswerkzeuge für Materialien auf der Basis von Aluminium. Es zeigte sich, daß sie sehr befriedigende Ergebnisse ergeben. Für die extrudierten

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Produkte wird eine gute Oberflächengüte mit sehr geringem Verschleiß auf den Werkzeugoberflächen erhalten. Alle drei Materialien des ',verkzeugs spielen eine wichtige Rolle; der G-rundstahl muß fest und hart genug sein, um die bei der Extrusion auftretenden Drücke auszuhalten, und er muß die Beschichtungen ausreichend festhalten; die dünne Hickelphosphidschicht sorgt für eine feste Bindring zwischen dem Stahl und der Wolframcarbid- oder der ^olfram/Wolframcarbid-enthaltenden Schicht und weist ebenfalls eine intermediäre Härte auf; und schließlich sorgt die Schicht aus Wolframcarbid oder die aus einem Gemisch von Wolfram und Wolframcarbid bestehende Schicht für eine harte Oberfläche mit einer sehr niedrigen Affinität für Aluminium, die zur Verbesserung der Oberflächenqualität des Produktes poliert werden kann.

Die Formwerkzeuge der Erfindung bieten verschiedene Vorteile gegenüber unbehandelten oder nitridierten Werkzeugen: 1. Sie sind härter und verschleißfester und weisen somit eine höhere Lebensdauer auf; 2. die Anwesenheit der Wolframcarbidschicht oder der Wolfram/Wolframcarbid enthaltenden Schicht verringert die Adhäsion zwischen der Aluminiumlegierung und der Lageroberfläche; dadurch erreicht der Übergang von Metall auf die Lageroberfläche, der häufig zu einer rauhen extrudierten Oberfläche führt, ein Minimum; J>. ein Formwerkzeug, das mit einer Wolframcarbidschicht oder einer Wolfram/Wolframcarbid enthaltenden Schicht versehen ist, ist weniger emp-

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findlich gegenüber einem Totalausfall durch Risse als ein Formwerkzeug, das mittels eines .Diffusionsverfahrens, z.B. ■ durch Hitridierung, gehärtet wurde. Die Rißbildung liegt normalerweise an thermischen Ermüdungserscheinungen oder einfach an Üb erb el astungen., und eine diffusionsgehärtete Oberfläche verschlechtert die Situation, weil sich dadurch Oberflächenrisse leicht in den Stahlkörper fortsetzen können. Die Zwischenschicht zwischen der Wolframcarbidschicht oder der Wolfram/Wolframcarbid enthaltenden Schicht und dem Stahl wirkt als Barriere bezüglich der Fortpflanzung derartiger Risse.

Ein anderer Vorteil der Erfindung ist dadurch begründet, daß die TYolframcarbidschicht oder die Wolfram/Wolframcarbid enthaltende Schicht von dem Formwerkzeug abgestreift werden kann, so daß es möglich ist, eine abgenutzte Beschichtung auf einem verbrauchten Formwerkzeug zu ersetzen. Sowohl Wolfram als auch Wolframcarbid lösen sich in wässrigen Lösungen von Natriumhydroxid und Wasserstoffperoxid bei Raumtemperatur. Diese Lösung löst eine dünne Beschichtung innerhalb weniger Stunden bei Raumtemperatur, greift jedoch das Stahlsubstrat nicht wesentlich an. In ähnlicher Weise reagiert eine Lösung von Natriumhydroxid in Gegenwart von Luft sehr langsam mit Wolfram und Wolframcarbid. Demgemäß können die normalen Verfahren zur Reinigung von für die Extrusion von Aluminium verwendeten Formwerkzeugen, bei denen das Werk-

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zeug in eine ftatriurahydroxidlösung zur Auflösung von zurückgebliebendem Aluminium eingetaucht wird, für die mit Wolframcarbid oder Wolf ras/v" olframcarbid beschichteten V/erkzeuge der Erfindung verwendet v/erden. Diese Behandlung rührt auch au
einer klaren sauberen Oberfläche des S'orinv.-ericzeugs. Dies
stellt eine Verbesserung der Wirkung dieser Lösung bei einem unbehandelten Stahlwerkzeug dar, auf welchem gewöhnlich eine schmutzig-schwarze Schicht zurückbleibt. Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Formwerkzeug, das wesentlich besser als ein unbehandeltes Stahlwerkzeug arbeitet und dennoch nicht wesentlich teurer als ein Stahlwerkzeug ist, das mittels eines anderen Verfahrens, z.B. durch ITi tr i die rung, behandelt worden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten
Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Formwerkzeug aus H13 Chromstahl wurde gereinigt und
sorgfältig entfettet. Each, kurzzeitiger Kugelbestrahlung
(Oberflächenbefestigung) wurde es aktiviert, indem, man es
in eine wässrige Palladiumchlorid-Lösung (ca. 0,05 G-ew.-^-
Lösung) 10 Sekunden lang eintauchte. Das Werkzeug wurde dann in eine wässrige Lösung eingetaucht, die Kickelclilorid

r, -1 '} A

(31,5 gt ) > latriumhypophosphit (10,5 Φ ), Ammonium-

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clilorid (52,5 gt ) und latriumcitrat (105 gt ) enthielt, der pE-V/ert der Lösung betrug zwischen 8 und 10 (eingestellt mit ITaOH) und die Temperatur 4O⁰C. Die TJintauchdauer betrug 30 Minuten. Auf dem Formwerkzeug wurde eine Kickelphosphidschicht mit einer Dicke von 1 um abgeschieden. Das Formwerkzeug, wurde dann in eine Kammer überführt, in der es unter verringertem Druck auf 500 C erhitzt wurde. Ein Gasgemisch, das Wasserstoff, Argon, Benzol und v/olframhexafluorid in molaren Verhältnissen 106:13:1:26 enthielt, wurde in die Kam-

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mer bei einer Gesanströmung von 70 1 h (gemessen bei atmosphärischem Druck) und bei einem Druck von 30 Torr 30 Minuten lang eingeleitet. Auf dem Formwerkzeug bildete sich eine οIframearbidschicht mit einer Dicke von etwa 10 um aus.

Ein weiteres Werkzeug, hergestellt in der oben beschriebenen Weise, wurde für die Aluminiumextrusion verwendet. Man erhielt eine 30 folge Zunahme der Anzahl von extrudierten Puppen, wenn man die Leistung dieses Werkzeugs mit der Leistung eines gemäß den vorbekannten Verfahren beschichteten Werkzeugs vergleicht.

Beispiel 2

Ein Formwerkzeug aus H13 Chromstahl wurde gereinigt und sorgfältig entfettet. ITach einer kurzzeitigen Kugelbestrah-

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So

lung wurde es aktiviert, indem man es in eine wässrige Palladiumchlorid-Lösung (ca. 0,05 Gew.-$ lösung) 10 Sekunden lang eintauchte. Das Formwerkzeug wurde dann in eine wässrige Lösung eingetaucht, die Hickelehlorid (31,5 &-~ ) > ITatriumhypophosphit (10,5 gL ), Ammoniumchlorid (52,5 U- ~ ) und Uatriumcitrat (105 gC ) enthielt. Die Lösung wies einen pH-Wert zwischen 8 und 10 (eingestellt mit IaOH) auf, die Temperatur betrug 45°C und die Eintauchszeit 50 Minuten. Auf dem Formwerkzeug bildete sich eine ITiekelphosphidschicht aus, die eine Dicke von 1 um aufwies. Das Formwerkzeug wurde dann in eine Kammer überführt, in der es unter verringertem Druck auf 45O⁰C erhitzt v/urde. In die Kammer wurde ein Gasgemisch, das Wasserstoff, Argon, Benzol und Wolframhexafluorxd in molaren Verhältnissen von 217ί1,57ϊ1:38,6 enthielt, eingeleitet, und zwar bei einem Gesamtstroro. von 95 1 h (bei STP) und einem Druck von 40 Torr. Die Einleitungszeit betrug 50 Minuten; die Temperatur wurde im Bereich zwischen 400 bis 45O⁰C gehalten. Das so erhaltene Werkzeug war mit etwa 10 um eines Gemische aus Wolfram und Wolframcarbid mit einer Härte von etwa 1100 VPH beschichtet. Die Gegenwart von sowohl Wolfram als auch Wolframcarbid wurde durch Röntgenanalyse bestätigt.

Ein weiteres Werkzeug, hergestellt in der oben beschriebenen Weise, wurde für die Extrusion von Aluminium verwendet. Man erhielt eine 30 $ige Zunahme an dem Gewicht von extru-

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diertem Aluminium "bei diesem Werkzeug im Vergleich zu einem Werkzeug, das mit bekannten Verfahren beschichtet worden war,

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Claims

Patentansprüche

(1·/ Formwerkzeug für die Formung eines Metalls, das ein auf seinen Arbeitsflächen mit einer Uickelphosphid enthaltenden Schicht versehenes Stahlsubstrat umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß die lickelphosphid enthaltende Schicht eine darauf aufgebrachte weitere Schicht aufweist, die im wesentlichen aus Wolframcarbid oder aus einem Gemisch aus Wolfram und Wolframcarbid besteht.
2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelphosphid enthaltende Schicht eine darauf aufgebrachte weitere Schicht aufweist, die im wesentlichen aus Wolframcarbid besteht.
3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wolframcarbidschicht eine Dicke im Bereich von 5 bis 15 um aufweist.
4. Formwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Wolframcarbidschicht eine Dicke von etwa 10 um aufweist.

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5. Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Stanlformwerkzeug in eine wässrige Lösung, die ITickelionen und ein piiosphorhaltiges Reduktionsmittel enthält, zur Abscheidung einer Hickelphosphid enthaltenden Schicht auf der Oberfläche des Stahlwerkzeugs eintaucht und anschließend auf dieser Schicht durch chemische Gasphasenabscheidung eine Y/olframcarbidschicht abscheidet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet j daß die chemische Gasphasenabscheidung der •"olframcarbidsciiicht durch eine chemische Wechselwirkung in der Gasphase zwischen (1) ^!.olfraiihexafluorid, (2) Benzol, Soluol oder Xylol und (5) Wasserstoff bewirkt wird, wobei man die v-echse!wirkung bei einer Reaktionstemperatur zwischen 400 und 1000⁰C sowie bei einem Kohlenstoff// e,sserstoff-Verhältnis in deni Gemisch, das so niedrig ist, daB sich im wesentlichen bei der Bildung des Wc 1fr ame ar bids kein Kohlenstoff abscheidet, durchführt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die B.eaktion in Gegenwart eines inerten Gases als Verdünnungsmittel durchführt.

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8. Yerfahren nach Anspruch 6 oder 1, dadurch g e kennzeichnet , daß die Eeaktionstemperatur im Bereich von 500 bis 900⁰C gehalten wird.
9. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eickelphosphid enthaltende Schicht eine darauf aufgebrachte weitere Schicht aufweist, die im wesentlichen aus einem G-emisch von Wolfram und Wolframcarbid besteht.
10. Formwerkzeug nach Anspruch 9, dadtireh gekennzeichnet, daß die Wolframcarbidschieht eine Dicke im Bereich von 5 bis 15 um aufweist.
11. Formwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ze ichnet, daß die Y/olframcarbidschicht eine Dicke von etwa 10 um aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Stahlformwerkzeug in eine wässrige Lösung, die lickelionen und ein phosphorhaltiges Reduktionsmittel enthält, eintaucht, um eine Hickelphosphid enthaltende Schicht auf der Oberfläche des Stahlformwerkzeugs zu erzeugen, und daß man anschließend eine Schicht auf der ITickelphosphid enthaltenden

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Schicht durch chemische Gasphasenabscheidung aufbringt, die im wesentlichen aus einem Gemisch aus Wolfram und Wolframcarbid besteht.
13· Verfahren nach .Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Gasphasenabscheidung der im wesentlichen aus einem Gemisch von Wolfram und Wolframcarbid bestehenden Schicht durch eine chemische Gasphasenwechselwirkung zwischen (1) Wolframhexafluorid, (2) Benzol, Toluol oder Xylol und (3) Wasserstoff bewirkt wird, wobei die Wechselwirkung bei Reaktionstemperaturen zwischen 400 und 1COO⁰C und bei einem Kohlenstoff/Wasserstoff-Verhältnis in dem Gemisch durchgeführt wird, das ausreichend niedrig ist, daß kein Kohlenstoff während der Wolframearbidbildung abgeschieden wird, und daß man die Konzentration des Kohlenwasserstoffs in dem Reaktionsgemisch zwischen 1 und 99 llol-'f, bezogen auf die stöchiometrische Reaktion zwischen dem Kohlenstoff und Wolframhexafluorid, variiert, wodurch die Zusammensetzung zwischen 1 und 99 f° Wolframcarbid, Rest Wolfram, variiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Konzentration des Kohlenwasserstoffs in dem Reaktionsgemisch so variiert wird, daß die Zusammensetzung zwischen 80 und 90 $ Wolframcarbid, Rest Wolfram, variiert.

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15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktion in.Gegenwart eines inerten Gases als Verdünnungsmittel durchgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 his 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Realctionstemperatur im
Bereich von 500 bis 900⁰C liegt.
17. Verwendung eines Formwerkzeugs gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4 für die Extrusion von Aluminium.
18. Verwendung eines Formwerkzeugs gemäß einem der Ansprüche 9 his 11 für die Extrusion von Aluminium.

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