DE3038026A1 - Verfahren und anlage zur kohlenstoffanreicherung einer metallischen oberflaeche mittels ionenentladung - Google Patents
Verfahren und anlage zur kohlenstoffanreicherung einer metallischen oberflaeche mittels ionenentladungInfo
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
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Description
Verfahren und Anlage zur Kohlenstoffanreicherung einer metallischen Oberfläche mittels Ionenentladung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Kohlenstoffanreicherung einer metallischen Oberfläche mittels Ionenentladung.
Gegenstand der Erfindung ist zunächst ein Härtungsverfahren zur Erzeugung von Änderungen in der chemischen Zusammensetzung
der Oberfläche eines metallischen Werkstückes durch Kohlenstoffdiffusion, um insbesondere eine Kohlenstoffanreicherung
zu erhalten.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist im Patentanspruch beschrieben.
Bei den bisher verwendeten Härtungsverfahren umgibt das Härtungsmittel die zu behandelnden Einzelteile; durch
thermische Reaktion dissoziert der Kohlenstoff und wird von der Oberfläche des zu behandelnden Materials absorbiert.
Im Gegensatz hierzu findet erfindungsgemäß eine ionische Härtung statt, wobei die Übertragung des Kohlenstoffes
mit dem Vorgang vergleichbar ist, der während einer Galvanisierung in dem Elektrolyten stattfindet mit dem Unterschied,
daß das Trägermedium keine Flüssigkeit sondern ein ionisiertes Gas ist, welches den Kohlenstoff in Plas-
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maform enthält.
4· .
In der Praxis werden die zu behandelnden Stücke in einem evakuierten Behälter angeordnet und von den Wandungen des
Behälters elektrisch isoliert. Sie werden außerdem elektrisch mit dem negativen Pol einer elektrischen Versorgungseinheit
verbunden und bilden daher die Kathode für eine Entladung in verdünntem Gas, während die mit Erdpotential
verbundene Wandung des von dem Behälter gebildeten Ofens die Anode darstellt. In den Ofen wird sodann
mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung eine geringe Menge eines Gases eingeführt, das Kohlenstoff enthält, bis
ein Druck von einigen Millibar herrscht. Durch Anlegen der Hochspannung wird eine Entladung hervorgerufen,durch
die die in der Atmosphäre des Ofens vorhandenen Gasatome und -moleküle erregt und damit ionisiert werden.
In dem elektrischen Feld bewegen sich die positiven Kohlenstoffionen
zu dem bzw. den zu behandelnden Stücken, welche die Kathode bilden und auf deren Oberflächen die
positiven Ionen mit großer kinetischer Energie aufprallen.
Durch den auf diese Weise erreichten Ionenbeschuß dringt
der Kohlenstoff in die Oberfläche des Metalles ein.Gleichzeitig wird die kinetische Energie dieser Ionen auf dem
Teil in Wärme umgewandelt und wirkt daher mit, das Material auf die Behandlungstemperatur zu erwärmen.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage zur Durchführung des vorangehend beschriebenen Verfahrens.
Die Anlage gemäß der Erfindung ist in dem Patentanspruch
4 beschrieben.
Die übrigen Patentansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. der
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- y-
.5-
Anlage gemäß der Erfindung. Zur Verkürzung der Beschreibung wird hiermit ausdrücklich auf diese Patentansprüche
verwiesen.
In der Zeichnung ist eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Die
Anlage besteht aus folgenden Teilens Einem evakuierten Behälter oder Ofen 1, einer Evakuierungspumpe 2, einer Speiseeinrichtung
3 zur Zuführung von Gas in den Ofen 1, einer
Speiseeinrichtung 4 zur Zuführung der Entladungsspannung,
deren negativer Pol mit den zu behandelnden Teilen 5 verbunden ist, welche somit die Kathode bilden, und deren positiver
Pol mit dem Gehäuse des Behälters 1 verbunden ist. Mit 7 ist eine Temperatursteuerung bezeichnet, mit 6 eine
Widerstandsheizeinrichtung und mit 8 Stützisolatoren für die zu behandelnden Teile.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorangehend beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß unmittelbar nach der ionischen Härtung
direkt in dem Behälter eine weitere Härtung mit einer Zirkulation kühler Gase und mit einem ölbad - ebenfalls
im Vakuum - stattfindet.
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Claims (5)
1. Verfahren zur Anreicherung einer metallischen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde
Werkstück in Gegenwart eines Vakuums einer anomalen ionischen Entladung eines Gases ausgesetzt wird,
welches Kohlenstoff im Plasmazustand enthält, wobei die Kathode für die Entladung von der zu behandelnden
Oberfläche gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Stück (5) oder jedes der
zu behandelnden Stücke in einem evakuierten Behälter (1) angeordnet wird, wobei es von der Wand des Behälters
(1) elektrisch isoliert und elektrisch mit dem negativen Pol einer elektrischen Speiseeinheit (4)
verbunden wird, derart daß es die Kathode bei der Entladung in einer verdünnten Gasatmosphäre bildet, während
die mit Erdpotential verbundene Wand des Behälters (1) die Anode bildet, daß in den genannten Behälter
(1) eine geringe Menge eines Kohlenstoff enthaltenden Gases eingeführt wird, bis ein Druck in der Grössenordnung
von beispielsweise einigen Millibar erreicht ist, und daß zur Ingangsetzung der Entladung die Hochspannung
der genannten Speiseeinheit (4) zugeführt wird, derart daß die in der Atmosphäre des von dem Behälter
(1) gebildeten Ofens vorhandenen Atome und Moleküle erregt und damit ionisiert werden und der Kohlenstoff
von der zu behandelnden kathodischen Oberfläche absorbiert wird, wobei die beim Aufprall der ionisierten
Teilchen freiwerdende große kinetische Energie zur Erwärmung mit herangezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
xiaß nach der Härtung durch Ionerientladung eine vorzugsweise in einem ölbad im Vakuum erfolgende Abschreckhärtung stattfindet.
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ORIGINAL INSPECTED
• a·
4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
vorhergehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch folgende Merkmale,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale,
- einen evakuierbaren Behälter (1),
- ein Heizsystem (6),
- ein System zur Vakuumsteuerung (7),
- eine elektrische Speiseeinheit (4) zur Ausbildung einer Gleichspannung zwischen den in den Behälter
(1) eingebrachten die Kathode darstellenden Materialien (5) und der die Anode bildenden Wand des Behälters
(1),
- eine Vorrichtung (6) zur Zuführung des für die Behandlung benötigten Gases
- sowie ein Steuergerät zur Automatisierung des Härtungsprozesses.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Mittel vorgesehen sind, durch die innerhalb
des Behälters ein (beispielsweise aus Gas oder öl) bestehender KühlBiittelstrom zur Durchführung einer Abschreckhärtung
unmittelbar nach der Härtung durch Ionenentladung einbringbar ist.
1 30 020/0628
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT799578A IT1124390B (it) | 1979-10-24 | 1979-10-24 | Procedimento ed impianto per arricchimento in carbonio di una superficie metallica a mezzo di scaricaionica |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3038026A1 true DE3038026A1 (de) | 1981-05-14 |
Family
ID=11132421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19803038026 Withdrawn DE3038026A1 (de) | 1979-10-24 | 1980-10-08 | Verfahren und anlage zur kohlenstoffanreicherung einer metallischen oberflaeche mittels ionenentladung |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3038026A1 (de) |
| FR (1) | FR2467890A1 (de) |
| IT (1) | IT1124390B (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5466305A (en) * | 1993-09-21 | 1995-11-14 | Tanaka Limited | Method of treating the surface of titanium |
| EP1396621A1 (de) * | 2001-05-10 | 2004-03-10 | Soghi Kogyo Co., Ltd. | Oberflächenverbesserte abgasführungsanordnung für turbolader mit variabler geometrie und verfahren zur oberflächenverbesserung einer komponente davon |
-
1979
- 1979-10-24 IT IT799578A patent/IT1124390B/it active
-
1980
- 1980-10-08 DE DE19803038026 patent/DE3038026A1/de not_active Withdrawn
- 1980-10-23 FR FR8022719A patent/FR2467890A1/fr active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5466305A (en) * | 1993-09-21 | 1995-11-14 | Tanaka Limited | Method of treating the surface of titanium |
| EP1396621A1 (de) * | 2001-05-10 | 2004-03-10 | Soghi Kogyo Co., Ltd. | Oberflächenverbesserte abgasführungsanordnung für turbolader mit variabler geometrie und verfahren zur oberflächenverbesserung einer komponente davon |
| EP1396621A4 (de) * | 2001-05-10 | 2007-06-13 | Akita Fine Blanking Co Ltd | Oberflächenverbesserte abgasführungsanordnung für turbolader mit variabler geometrie und verfahren zur oberflächenverbesserung einer komponente davon |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2467890B3 (de) | 1982-08-13 |
| IT7909578A0 (it) | 1979-10-24 |
| FR2467890A1 (fr) | 1981-04-30 |
| IT1124390B (it) | 1986-05-07 |
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