DE3322957A1 - Verfahren zum haerten der oberflaeche von gegenstaenden aus eisenwerkstoff - Google Patents

Verfahren zum haerten der oberflaeche von gegenstaenden aus eisenwerkstoff

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Description

Stw.: Oberfläche härten-Bornitrid-I - Hauni-Akte 1779 Bergedorf, den 24. Juni 1983
Verfahren zum Härten der Oberfläche von Gegenständen aus Eisenwerkstoff
Die Erfindung betrifft ein V/erfahren zum Härten der Oberfläche eines Gegenstandes aus Eisenwerkstoff, also aus Stahl oder Eisen.
Zum Erzeugen äußerst harter und verschleißarmer Oberflächen von Werkstücken aus Eisenwerkstoffen werden Bornitrid-Kristalle in speziellen Vakuumöfen durch Niederschlagen von aus Verbindungen freigesetztem Bor- und Stickstoff auf das erhitzte Werkstück gebildet. Die bekannten Verfahren zur Bornitrid-Kristallbildung sind aufwendig.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in einem weniger aufwendigen Verfahren zum Oberflächenhärten unter Bildung von Bornitrid- oder Borkarbid-Verbindungen.
Gemäß der Erfindung wird hierzu die Oberfläche des Gegenstandes zunächst boriert, wobei sich Eisenborid bildet; danach wird die Oberfläche des Gegenstandes nitriert oder karburiert.
Zum Borieren der Werkstückoberfläche kann das Werkstück in an sich bekannter Weise in ein bekanntes pulverförmiges Boriermittel (z. B. Borkarbid, amorphes Bor, Ferrobor oder ein Metallborid) eingebettet und mit diesem in einem Ofen erhitzt werden, z. B. auf Temperaturen von 950 0C. Ebenfalls geeignet sind Borierverfahren, bei denen das Boriermittel in Form einer Paste auf die Werkstückoberfläche aufgetragen wird, wonach das Werkstück in einer Retorte unter Schutzgas erhitzt wird.
Zum Nitrieren oder Karburieren des Werkstückes mit der borierten Oberfläche eignet sich besonders das Plasma-
St\i/.: Oberfläche härten-Bornitrid-I - Hauni-Akte 1779 Bergedorf, den 24. Juni 1983
verfahren, bei dem das erhitzte, von gasförmigem Stickstoff umgebene Werkstück einer Glimmentladung ausgesetzt ii/ird. Die Nitrierung oder Karburierung erfolgt bei Werkstücktemperaturen von mehr als 600 0C, z. B. bei 950 0C. Beim Karburieren können Temperaturen bis 1050 0C vorteilhaft sein. 10
1 Stvi/.: Oberfläche härten-Bornitrid-1 Bergedorf, den 24. Juni 1983
- Hauni-Akte 1779 -
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 schematisch eine Vorrichtung zum Borieren der Oberflächen von Werkstücken,
Figur 2 schematisch eine Vorrichtung zum Nitrieren
oder Karburieren der Oberflächen der an ihren Oberflächen borierten Werkstücke. 15
Stw.: Oberfläche härten-Bornitrid-I - Hauni-Akte 1779 Bergedorf, den 24. Juni 1983
Gemäß Figur 1 wird ein Werkstück W aus Eisenvi/erkstoff, ,5 z. B. aus Eisen oder Stahl, in einem Glühkasten 1 in Boriermittel 2 eingebettet. Das pulverförtnige Boriermittel besteht vorteilhaft aus Borkarbid. Das Boriermittel 2 u/ird durch eine Platte 3 abgedeckt, auf der ein Gewicht 4 ruht.
In einem nicht dargestellten Glühofen, z. B. einem Kammerofen, u/ird der Glühkasten 1 samt Inhalt auf Temperaturen zwischen 850 0C bis 1050 0C, z. B. 950 0C, erhitzt, bis sich die gewünschte Boridschicht an der Werkstückoberfläche gebildet hat.
Bei einem anderen zum Borieren von Werkstücken bekannten Verfahren wird eine borhaltige Paste auf das Werkstück aufgebracht. Nach Trocknen der Paste erfolgt das Erhitzen dann unter Schutzgas, z. B. Argon, in einer Retorte.
Die Nitriervorrichtung für borierte Werkstücke in Figur 2 umfaßt einen Vakuumofen 21, in dem das Werkstück W mit borierter Oberfläche auf einer Trägerplatte 22 ruht. Heizelemente 23 und 24, die von einer elektrischen Leistungseinheit 26 mit Heizstrom versorgt werden, dienen zum Aufheizen des Werkstücks. Zum Zuführen von Hochspannung zwecks Erzeugung einer Glimmentladung dient eine Hochspannungseinheit 27, von der Hochspannung zu der Trägerplatte 22 und einer Gegenelektrode 28 geführt ist. Die innere Auskleidung des Ofens 21 ist isoliert, was mit 29 angedeutet ist. Durch einen Einlaß 31 wird das Stickstoff enthaltende Behandlungsgas zugeführt. Nach dem Aufheizen des Werkstücks auf ca. 950 0C im Vakuum sorgt unter Zufuhr des Behandlungsgases eine von der Hochspannung erzeugte Glimmentladung zwischen den Elektroden 22 und 28 für eine Nitrierung der erhitzten borierten Oberfläche des Werkstücks W, dessen Oberflächenhärte gegenüber der nur borierten Oberfläche erhöht wird. Als
Stw.: Oberfläche härten-Bornitrid-I - Hauni-Akte 1779 Bergedorf, den 24. Juni 1983
Vakuumofen eignen sich besonders die von der Firma KLÖCKNER IONON GMBH, Leverkusen, vertriebenen Härteöfen mit Glimmentladung. Zum Karburieren wird dem Vakuumofen 21 durch den Einlaß 31 ein geeignetes Gas, ζ. Β. Methan, zugeleitet. Infolge der Aufkohlung der borierten Werkstückoberfläche wird deren Härte verbessert.

Claims (4)

St\i/.: Oberfläche härten-Bornitrid-1 - Hauni-Akte 1779 Bergedorf, den 24. Juni 1983 Patentansprüche
1.) Verfahren zum Härten der Oberfläche eines Gegenstandes aus Eisenwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Gegenstandes zunächst boriert wird, wobei sich Eisenborid bildet, und daß die borierte Oberfläche des Gegenstandes danach nitriert oder karburiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Borieren der Oberfläche der Gegenstand in ein Boriermittel eingebettet und Boriermittel und Gegenstand erhitzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrieren oder Karburieren der borierten Oberfläche des Gegenstandes im Plasma einer Glimmentladung vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrieren oder Karburieren bei Temperaturen über 600 0C, vorzugsweise bei ca. 950 0C vorgenommen wird.
DE3322957A 1983-06-25 1983-06-25 Verfahren zum Härten der Oberfläche von Gegenständen aus Eisenwerkstoff Expired DE3322957C2 (de)

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