DE2820183A1

DE2820183A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberziehen der oberflaeche eines elektrisch leitenden werkstuecks

Info

Publication number: DE2820183A1
Application number: DE19782820183
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: GANTOIS MICHEL PROF
Current assignee: GANTOIS MICHEL PROF
Priority date: 1977-06-07
Filing date: 1978-05-09
Publication date: 1978-12-14
Also published as: IT1109053B; DE2820183C3; GB1574677A; DE2820183B2; FR2393854B1; BE867913A; JPS544246A; CH627791A5; ATA413078A; JPS5615780B2; FR2393854A1; IT7868139A0; SE7806503L; ZA782794B; NL7806125A; AT364217B

Description

Michel GANTOIS, 5^000 Nancy Prankreich

Verfahren und Vorrichtung zum Überziehen der Oberfläche eines elektrisch leitenden Werkstücks

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überziehen der Oberfläche eines elektrisch leitenden Werkstücks mit einer dicken und homogenen Überzugsschicht .

Unter den Verfahren zum Überziehen von Metallwerkstücken sind physikalische Gasphasenverfahren, wie z. B. das Bedampfen im Vakuum und die Kathodenzerstäubung, bekannt, die in einem Behälter durchgeführt werden, der ein Gas mit verringertem Druck enthält, das nach der Ionisierung an den physikalischen Erscheinungen, die zur Erzeugung des Überzugs führen, teilnehmen oder im Gegenteil den Ablauf dieser physikalischen Erscheinungen stören kann. Im letzteren Fall verringert man den Restdruck im Behälter möglichst.weit.

Im Pail der Vakuumaufdampfung, wo man das Überzugsmaterial auf hohe Temperatur im Inneren eines Behälters bringt, der auch das zu überziehende, auf einer niedrigeren Temperatur

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gehaltene Werkstück enthält, muß der Restdruck im Behälter

-4 ς

zwischen 1,3 . 10 und 1,3 . 10 ^J mbar liegen.

Das beispielsweise durch Ionenbeschuß oder Elektronenbeschuß auf hohe Temperatur gebrachte Überzugsmaterial verdampft und scheidet sich auf der Oberfläche des zu überziehenden Werkstücks ab, auf der es kondensiert.

Außer seiner relativ schwierigen Durchführung ermöglicht dieses Verfahren nicht das schnelle und leichte Erhalten dicker Überzugsschichten.

Die Kathodenzerstäubung, die ein gegenwärtig ziemlich weit verbreitetes Verfahren ist, ermöglicht, in kurzer Zeit die Abscheidung dünner Filme (einer Dicke von wenigen nm bis zu einigen Aim) zu erzielen. Dieses Verfahren *fcäßt sowohl die Abscheidung von Metallen und Legierungen als auci° verschiedener Verbindungen, wie z. B. der Oxide oder Sulfide .zu

Im Fall der Kathodenzerstäubung ordnet man im Inneren eines ein Gas, allgemein ein Inertgas wie Argon, bei einem Restdruck in der Größenordnung von 1,3 . 10"^ mbar enthaltenden Behälters eine Kathode aus dem Überzugsmaterial an und stellt zwischen dieser Kathode und einer Anode, die der Behälter selbst sein kann, eine Potentialdifferenz von einigen 1000 V, beispielsweise 5000V, her, wobei das zu überziehende Werkstück in einem Abstand von einigen cm von der Kathode aus dem Überzugsmaterial angeordnet ist, der bis zu 15 bis 20 cm reichen kann.

Man hat so ein Entladungsrohr geschaffen, in dessen Innerem man eine Ionisierung des Gases hervorruft, wobei die positiven Ionen die Kathode beaufschlagen. Unter der

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Wirkung der Stöße zwischen den Kationen und der Kathode ergibt sich ein Abreißen von Teilchen der Kathode, und die so freigesetzten Teilchen werden am zu überziehenden Werkstück fixiert, an * das anodische Potential oder an' ein Zwischenpotential ,..gelegt ist.

Allgemein wird die Kathode gekühlt, um eine zu erhebliche Erhitzung unter der Einwirkung des Ionenbeschusses zu vermeiden. Im Fall der Kathodenzerstäubung ist also ' der Restdruck im Behälter ziemlich gering, die Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode ist hoch, und die Stromstärke zwischen den Elektroden ist relativ gering, nämlich in der Größenordnung von mA. Unter diesen Bedingungen liegt die Abscheidegeschwindigkeit der Überzugsschicht in der Größenordnung von /um/h, und dieses Verfahren ist daher nur zur Erzeugung dünner Filme auf Werkstücken geringer Abmessungen anwendbar.

In bestimmten Fällen, wie z. B. im Fall der Inchromierung, ist es erforderlich, dicke und homogene Überzugsschichten (aus Chrom oder Chromkarbid) auf Werkstücken großer Abmessungen zu erzeugen, und die bisher bekannten Verfahren sind dafür nicht voll befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum überziehen der Oberfläche eines elektrisch leitenden Werkstücks mit einer dicken und homogenen Überzugsschicht zu entwickeln, die sich leicht in industriellem Maßstab -für Werkstücke großer Abmessungen und unter wirtschaftlichen Bedingungen anwenden lassen, wobei außerdem die erhaltenen Überzugsschichten an dem zu überziehenden Werkstück stark verankert sein müssen, um ein Abblättern zu vermeiden.

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Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist zunächst ein Verfahren zum Überziehen der Oberfläche eines elektrisch leitenden Werkstücks mit einer dicken und homogenen Überzugsschicht, mit dem Kennzeichen, daß das zu überziehende leitende Werkstück im Inneren eines mit einem Gas bei einem Druck von 0,13 bis 20 mbar gefüllten Behälters in einem Abstand unter 50 mm von einem Element aus Überzugsmaterial angeordnet wird, daß man eine Anode, die der Behälter sein kann, vorsieht und das zu überziehende Werkstück und das Element aus Überzugsmaterial zwei gesonderte Kathoden bilden, daß die Kathoden auf solche Potentiale gebracht werden, daß zwischen der Anode und den Kathoden Potentialdifferenzen von 200 bis I500 V, vorzugsweise 3OO bis 800 V vorliegen, und daß man den Überzug durch anormale Entladung zwischen der Anode und den Kathoden herstellt.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Außerdem ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Überzugsverfahrens, mit dem Kennzeichen,daß sie einen Behälter, der an eine Pumpeinrichtung angeschlossen und im Inneren mit einer Wärmeabschirmung ausgekleidet ist, und zwei Stromzuführungen zum Halten und zur Stromspeisung des zu überziehenden Werkstücks und des Elements aus Überzugsmaterial aufweist, die an wenigstens einen elektrischen Generator angeschlossen sind, der mit Einrichtungen zur Lichtbogenunterbrechung ausgerüstet ist.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzige Figur in Ansicht eine Überzugsvorrichtung

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zeigt, deren Behälter an der Vorderseite geöffnet dargestellt ist, um die Anordnung der verschiedenen Bauteile im Inneren der Vorrichtung erkennen zu lassen'.

Man wünscht, einen Chromkarbidüberzug auf einer Stahlplatte mit 0,30 % Kohlenstoff zu erzeugen.

Hierzu ordnet man diese Platte 1 aus Kohlenstoffstahl im Inneren eines Behälters 2 am Ende einer Stromzuführung an, die durch einen Isolierkanal 4 an einen Stromgenerator angeschlossen ist. Der Behälter ist einerseits mit einer Pumpe 6 verbunden und andererseits an eine Gaszuführung 7 angeschlossen, die mit einer Argonquelle verbunden ist. Das Pumpen und die Argonzufuhr werden derart reguliert, daß der dynamische Druck im Inneren des Behälters auf 4 mbar gehalten wird. Das Ende der Inertgaszuführung 7 trägt andererseits die Anode 8. Das Innere des Behälters ist im übrigen mit einer Wärmeabschirmung 9 ausgekleidet, die es ermöglicht, den Strahlungswärmeaustausch zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Behälters weitestgehend zu unterbinden.

Eine der Stromzuführung 3 gleiche zweite Stromzuführung ist außerdem mit einem Generator 12 des gleichen Typs wie der Generator 5 angeschlossen und trägt an ihrem abgebogenen Ende eine Platte 14 aus einer Eisen-Chrom-Legierung mit 36 % Chrom. Die zu überziehende Platte 1 und die Platte 14 aus der Eisen-Chrom-Legierung, die parallel .einander zugewandt angeordnet sind, weisen einen Abstand von 12 mm auf.

Zu Beginn des Vorgangs erzeugt man, nachdem man die zu überziehende Platte und die Platte aus der Eisen-Chrom-Legierung

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an den Stromzuführungen im Inneren des Behälters angebracht hat, mit Hilfe der Pumpe 6 ein Vakuum im Behälter und leitet einen Argonstrom durch die Gaszuführung J ein, wobei das Pumpen und die Gaszufuhr dann so reguliert werden,daß sich der Druck bei 4 mbar einstellt. Man schaltet dann die Generatoren 5 undb.2 ein, die die Platten 1 und 14, die die Rolle von zwei gesonderten Kathoden spielen, mit elektrischem Strom speisen, wobei das Potential der zu überziehenden Platte 1 auf einem Wert von 450 bis 500 V und das Potential der Platte 14 aus der Eisen-Chrom-Legierung auf einem Wert von 600 V bezüglich der Anode 8 gehalten werden.

Wenn der Strom zwischen der Anode und den Kathoden fließt, ergibt sich eine intensive Ionisierung des Gases des Behälters in der Nähe der zwei Kathoden, die daher intensiv von den erzeugten positiven Ionen beaufschlagt werden.

Die Platte 1 erhitzt sich unter der Wirkung des Tonenbeschusses, und ihre Temperatur erreicht 900 ⁰C.

Der Generator 5 liefert dann eine Leistungsdichte auf dieser Platte in der Größenordnung von 4 bis 5 W/cm .

Die Temperatur der Platte 14 erreicht in der gleichen

Zeit eine Temperatur von I25O ⁰C, und die zu dieser Platte

gelieferte Leistungsdichte ist in der Größenordnung von J50 W/cm

Nach einstündigem Halten unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen beobachtet man auf der Oberfläche der Platte 1, die der Platte 14 zugewandt ist, die Abscheidung einer Schicht aus einer Eisen-Chrom-Legierung mit 56 % Chrom in einer Dicke von 80 /um.

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Es hat sich also ein Materialübergang zwischen der Platte l4, die die Emitterrolle spielt, und der Platte 1 ergeben, die die Auffcängerrolle spielt.

Während des ganzen Überzugsvorganges ist zwischen der Anode und den Kathoden eine lumineszierende Entladung im anormalen Bereich aufgetreten, wobei die Lichtbogenbildung dank einer Einrichtung zur Lichtbogenunterbrechung vermieden wird, die mit jedem der Generatoren 5 und 12 verbunden ist.

Thermoelemente sind im Aufhänger, d. h. der Platte 1, und im Emitter, d. h. der Platte 14, angeordnet, um ihre Temperatur zu überwachen, die man auf ein bestimmtes Niveau durch Regeln der elektrischen Parameter bezüglich der Generatoren 5 und 12 festlegen kann.

Im Lauf der zwischen der Anode und den Kathoden aufgetretenen anormalen Entladung ergebai sich eine intensive Ionisierung des im Behälter nahe den Kathoden zirkulierenden Gases und eine intensive Beaufschlagung der beiden Kathoden durch die erzeugten positiven Ionen.

Die Erhitzung des Emitters, d, h. der Platte 14, auf eine hohe Temperatur (1250 ⁰C) bei dem im Behälter herrschenden geringen Druck erzeugt eine Verdampfung des Metalls des Emitters, das sich auf dem Aufhänger, d. h. der Platte 1 abscheidet. Gleichzeitig bewirkt der intensive Beschüß des Emitters durch die Ionen mit hoher Energie die Zerstäubung von vom Emitter losgerissenen Metallteilchen, die abgeschleudert und auf den Aufhänger, d, h. die Platte 1 mitgerissen werden, die in der Nähe des Emitters angeordnet ist.

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Entgegen den früher bekannten Verfahren ist es also gleichzeitig durch Verdampfung bei vermindertem Druck und durch Kathodenzerstäubung, daß sich die Chromabscheidung auf dem Aufhänger, d. h. der Platte 1 ergibt.

Im Material des Emitters, d. h. der Platte 14 sind die Eisen- und Chromatome durch Eisen-Eisen-Bindung, durch Chrom-Chrom-Bindung und durch Eisen-Chrom-Bindung verbunden, und es scheint nach den erhaltenen Ergebnissen, gemäß denen die abgeschiedene Chromlegierung viel chromreicher als die Legierung des Emitters ist, . daß die Chrom-Chrom-Atombindungen -. gegenüber den indungen mit dem Eisen bevorzugt zerstört werden.

Man sieht, daß die Besonderheit des Verfahrens einerseits auf der Ausnutzung des Bereichs anormaler Entladung, de"n man bisher bei der Kathodenzerstäubung wegeyi .-_/ der Gefahr von Lichtbogenbildung zu verwenden vermied, und auf der Ausnutzung zweier ■ gesonderter Kathoden beruht, von denen die eine den Emitter und die andere den Aufhänger darstellen.

Andererseits schafft die Erhitzung des Aufhängers unter der Wirkung des Ionenbeschusses eine günstige Zone für das Eindringen der Überzugsschicht im Sinne deren Verankerung am Substrat.

Es ist festzustellen, daß die beim erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Potentialdifferenzen weit unter den im Fall der Kathodenzerstäubung angewandten liegen, daß dagegen der Restdruck im Behälter mit der Größenordnung von einigen mbar weit oberhalb dessen liegt, der bei der Kathodenzerstäubung angewandt wird.

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Daraus ergibt sich, daß die Stromstärke zwischen Anode und Kathoden weit über derjenigen liegt, die man im Fall der Kathodenzerstäubung feststellt.

Nachdem der gut haftende und dicke Chromüberzug einmal auf der Platte 1 erhalten ist, geht man zu einer zweiten Phase der Behandlung über, die aus einer Diffusionsbehandlung zur Erzeugung von Chromkarbid aus der abgeschiedenen Chromschicht und dem im Stahl enthaltenen Kohlenstoff besteht.

Hierzu hält man das Kathodenpotential und die Leistungsdichte des Auffängers, d. h. der Platte 1 auf den gleichen Werten, wie sie während der ersten Phase der Überzugsbehandlung vorlagen, wobei, die Platte 1 eine Temperatur hat, die sich wie bei der vorangehenden Behandlung bei 900 ⁰C stabilisiert. Man unterbricht die Stromzufuhr zum Emitter, d. h. der Platte 14, und behält die StromzufUhrungsbedingungen der Platte 1 während einer Dauer von 10 bis 15 h bei, wobei die Platte 1 auf einer konstanten Temperatur von 900 ⁰C bleibt. Während dieser Diffusionsbehandlung ergibt sich eine Wechselwirkung zwischen dem Kohlenstoff des Stahls und dem Chrom der abgeschiedenen Schicht, die die Erzeugung einer Chromkarbidschicht an der Oberfläche der Platte 1 bewirkt.

Es ist zu bemerken, daß die Diffusionsbehandlung der Platte 1 stattfinden kann, ohne daß man die Platte 1 von ihrem Träger 3 abnehmen muß, und daß diese Behandlung unter wirtschaftlichen Bedingungen erfolgen kann, was den Stromverbrauch betrifft, da die Wärmeverluste durch Konvektion und Leitung fast Null sind und die Wärmeverluste durch Strahlung dank der im Inneren des Behälters angebrachten Wärmeabschirmung 9 auf einen sehr geringen Wert begrenzt sind.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher das Erhalten einer dicken Chromschicht-in einem ersten Zeitabschnitt und einer Chromkarbidschicht an der Oberfläche eines Stahlwerkstücks in einempweiten Zeitabschnitt unter besonders wirtschaftlichen Bedingungen und mit einer großen Verläßlichkeit.

Die Erfindung ist jedoch auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt, sondern umfaßt im Gegenteil alle Varianten, und es lassen sich Einzelheiten abwandeln, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. 3o war im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel jede der beiden Kathoden mit einem Stromgenerator verbunden, der die Lichtbogenunterbrechung und die Erzeugung einer anormalen lumineszenten Entladung ohne Gefahr für die zu behandelnden Werkstücke ermöglicht, und dabei gestattete die unabhängige Regulierung der elektrischen Parameter der beiden Kathoden eine unabhängige Regulierung der Temperaturen des Emitters, d. h. der Platte 14, und des Auff.ängens, d. h. der Platte 1.. Jedoch ist es auch möglich, zwe^r gesonderte Kathoden aufgrund der Tatsache zu haben, daß sie aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und an ein und denselben Generator angeschlossen und somit auf ein und dasselbe Potential gebracht sind, wobei der Materialtransport von einer Kathode zur anderen im wesentlichen aufgrund der Tatsache erfolgt, daß das Losreißen der Bestandteile eines der Materialien bevorzugt gegenüber dem Losreißen der Bestandteile des anderen Materials erfolgt. Hierbei hat man indessen den Nachteil, die Temperaturen jeder der beiden Kathoden nicht unabhängig regulieren zu können.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel waren das zu überziehende Werkstück und der Emitter aus Überzugsmaterial zwei ebene, parallel einander zugewandte Platten, doch ist

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es auch möglich, Werkstücke irgendeiner Form zu verwenden, wobei das einzige Erfordernis ist, daS eine gegenseitige Entsprechung zwischen der Form des Emitters und der Form des Auft-ängers gegeben ist, damit die Bahn der Teilchen aus Überzugsmaterial für die Gesamtheit des zu überziehenden Werkstücks praktisch identisch ist.

Im Fall des Innenüberzugs eines Rohres wird beispielsweise die auffangende· Kathode offensichtlich durch das Rohr gebildet, während die Material abgebende Kathode ein Vollzylinder oder ein Draht starken Querschnitts ist, der längs der, Achse des Rohres angeordnet wird.

Der Abstand zwischen der Außenoberfläche des inneren Zylinders und der Innenoberfläche des Hohlzylinders muß auf jeden Fall unter 50 nun sein, um einen Überzug guter Qualität zu erzielen. Im Fall, wo man direkt einen Chromkarbidüberzug zu erhalten wünscht, ohne die zweite Phase des Verfahrens zu durchlaufen, wo man den Überzug durch Halten des Auifiängers auf hoher Temperatur in das Innere des Stahls dUEEutfidieren läßt, kann man als den Behälter füllendes Gas ein Gemisch aus inertem Gas und einem Kohlenstoff enthaltender Gas, z. B. Methan, verwenden.Hierbei läßt man durch die Gaszuführung 7 ein sorgfältig dosiertes Gemisch von Argon und Methan einströmen, dessen Ionisierung in der Nähe der Kathoden eine Freisetzung des Kohlenstoffs des Methans hervorruft, der so mit dem Chrom des Emitters beim Beschüß des Auffängers zur direkten Bildung einer Chromkarbidschicht auf der Oberfläche des Stahls reagieren kann. Im Fall, wo man nicht das Gas des Behälters verbraucht, d. h. im Fall der Verwendung eines Inertgases, das nicht an der chemischen Bildung des Überzugs teilnimmt, ist es theoretisch

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möglich, ein Gas unter statischem Druck ohne fortlaufende Einleitung von Gas und ohne Pumpen während des Überzugvorganges zu verwenden. Jedoch dürfte es vorzuziehen sein, die im Ausführungsbeispiel beschriebene Methode anzuwenden, da diese Technik eine bessere Steuerung der Leckverluste und der Eigenschaft des im Behälter zirkulierenden Gases ermöglicht.

Die näheren Angaben, die bezüglich der kathodischen Potentiale des Emitters und des Auffängers und bezüglich des Abstandes zwischen dem Emitter und dem Auffänger im Fall der Inchromierung gegeben wurden, stellen optimale Werte im beschriebenen Anwendungsfall dar, doch ist es möglich, davon etwas verschiedene Werte anzuwenden und gleichwohl befriedigende Bedingungen zur Durchführung des Verfahrens und zum Erhalten eines Überzugs guter Qualität zu erzielen.

So kann man im Fall des Überziehens eines 0,30 bis 0,35 % Kohlenstoff enthaltenden Stahls mit einer mittels eines Emitters aus einer Eisen-Chrom-Legierung in Inertgasumgebung erhaltenen Chromschicht den Druck des Inertgases zwischen 1,3 und 6,7 mbar halten, wobei das kathodische Potential des Auffängers zwischen 450 und 500 V und das kathodische Potential des Emitters zwischen 55O und 650 V und schließlich der Abstand zwischen Emitter und Auifänger, d. h. zwischen ihren aktiven Oberflächen, zwischen 8 und 15 mm gehalten werden.

Im Fall eines direkten Überzugs mit Chromkarbid, wobei das im Behälter enthaltene Gas aus einem Gemisch eines Inert-

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gases und einer Kohlenstoffverbindung, wie z. B. Methan, gebildet wird, können die verschiedenen oben erwähnten Parameter in den gleichen Bereichen gehalten werden.

Schließlich ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Erzeugung von Chrom- oder Chromkarbidüberzügen, sondern auch auf die Erzeugung anderer metallischer oder nichtmetallischer Überzüge, wie z. B. Titan-, Titankarbid-, Bor-, Tantal- oder Vanadinüberzüge anwendbar.

In allen Fällen bemerkt man, daß man vorteilhaft die Potentiale auf solchen Werten hält, daß zwischen Anode und Kathoden Potentiale zwischen 300 und 800 V im Rahmen des e?findungsgemäßen Verfahrens herrschen, wo der Restdruck im Behälter in der Größenordnung von einigen mbar liegt.

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Leerseife

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Überziehen der Oberfläche eines elektrisch leitenden Werkstücks mit einer dicken und homogenen Überzugsschicht, dadurch gekennzei chn et,daß das zu überziehende leitende Werkstück (1) im Inneren eines mit einem Gas bei einem Druck von 0,lj5 bis 20 mbar gefüllten Behälters (2) in einem Abstand unter 50 ^mm von einem Element (14) aus Überzugsmaterial angeordnet wird, daß man eine Anode (8), die der Behälter (2) sein kann, vorsieht und das zu überziehende Werkstück (1) und das Element aus Überzugsmaterial (14) zwei gesonderte Kathoden bilden, daß die Kathoden auf solche Potentiale gebracht werden, daß zwischen der Anode (8) und den Kathoden (1, lh) Potentialdifferenzen von 200 bis 1500 V, vorzugsweise 300 bis 800 V vorliegen, und daß man den Überzug durch anormale Entladung zwischen der Anode (8) und den Kathoden (1, 14) herstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden (1, 14) an unabhängig variierbare Potentiale gelegt werden, so daß die Temperatur jeder der beiden Kathoden (l, 14) unabhängig regulierbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kathoden (1, 14) an das gleiche Potential gelegt werden, jedoch durch das sie bildende Material unterschieden sind.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Behälter (2) füllende Gas

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in diesem zirkuliert und der Druck dieses Gas ein an einem Punkt dieses Gaskreises gemessener dynamischer Druck ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als den Behälter (2) füllendes Gas Argon verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als den Behälter (2) füllendes Gas ein Gas mit einem chemisch aktiven Bestandteil verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 zum Überziehen der Oberfläche eines 0,3 bis 0,35 % Kohlenstoff enthaltenden Stahlwerkstücks mit einer dicken und homogenen Chromkarbi^schicht, dadurch gekennzeichnet, daß das zu überziehende otahlwerkstück (l) im Inneren des mit einem Gas bei einem Druck von 1,3 bis 6,7 mbar gefüllten Behälters (2) in einem Abstand von 8 bis 15 mm von einem Element (14) aus einer Eisen-Chrom-Legierung angeordnet wird, daß man die Anode (8), die der Behälter (2) selbst sein kann, vorsieht und das zu überziehende Stahlwerkstück (l) und das Element (14) aus der

die
Eisen-Chrom-Legierung/'zwei gesonderte!Kathoden bilden, daß diese Kathoden (1, 14) auf solche Potentiale gebracht werden, daß zwischen Anode und Kathoden Potentialdifferenzen zwischen 450 und 5OO V bezüglich des zu überziehenden Stahlwerkstücks (1) und zwischen 550 und 650 V bezüglich der Eisen-Chrom-Legierung (14) herrschen, daß man einen einen starken Chromgehalt enthal tenden Überzug durch anormale Entladung zwi sehen der Anode (8) und den Kathoden (l, 14) erzeugt und daß man schließlich ein Halten des zu überziehenden Stahlwerkstücks

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(l) auf hoher Temperatur durch dessen Halten auf gleichem Potential wie in der ersten Phase und Unterbrechen der Stromzuführung zu der von dem Überzugsmaterial aus der Eisen-Chrom-Legierung gebildeten Kathode (14) vornimmt.

der Oberfläche

8. Verfahren nach Anspruch 1 zum Überziehen/eines Stahlwerkstücks mit einer dicken und homogenen Chromkarbidschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das zu überziehende Stahlwerkstück (l) im Inneren des mit. einem Gemisch von inertem Gas und einer gasförmigen Kohlenstoffverbindung bei einem Druck von 1,3 bis 6,7 mbar gefüllten Behälters (2) in einem Abstand von 8 bis 15 mm vom Element (l4) aus einer Eisen-Chrom-Legierung angeordnet wird, daß man die Anode (8), die der Behälter selbst sein kann, vorsieht und das zu überziehgn-Stahlwerkstück (1) und das Element (14) aus dem Überzugsmaterial die zwei gesonderten Kathoden bilden, daß diese Kathoden (1, 14) auf solche Potentiale gebracht werden, daß zwischen der Anode (8) und den Kathoden (1, 14) Potentialdifferenzen zwischen 450 und 500 V bezüglich des zu überziehenden Stahlwerkstücks (1) und zwischen 550 und 650 V bezüglich des Elements (14) aus der Eisen-Chrom-Legierung herrschen, und daß man einen Chromkarbidüberzug durch anormale Entladung zwischen der Anode (8) und den Kathoden (1, Ik) erzeugt.

9, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet* daß das zu überziehende Werkstück (1) und das Element (14) aus dem Überzugsmaterial derart komplementäre Formen haben, daß der Abstand zwischen der den Beschüß vom Element (i4) aus - lief e^<leu/Oberfläche und der zu überziehenden Oberfläche des itferkstücks (1) praktisch konstant ist.

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10. Vorrichtung zur Durchführung des ÜberzugsVerfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter (2), der an eine Pumpeinrichtung (6) angeschlossen und im Diner en rait einer Wärmeabschirmung (9) ausgekleidet ist, und zwei Stromzuführungen (3# 10) zum Halten und zur Stromspeisung des zu überziehenden Werkstücks (l) und des Elements (14) aus Überzugsmaterial aufweist, die an wenigstens einen elektrischen Generator (5, 12) angeschlossen sind, der mit Einrichtungen zur Lichtbogenunterbrechung ausgerüstet ist.

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