DE3830848C1 - - Google Patents
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- 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
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- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
- C23C22/83—Chemical after-treatment
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren wie es im Oberbe
griff des Patentanspruchs 1 angegeben ist. Ferner be
trifft die Erfindung einen metallischen Gegenstand, z. B.
ein Werkstück mit einer insbesondere korrosions- und ver
schleißfesten Deckschicht, in der auch Metalle und/oder
Metallverbindungen eingelagert sein können.
Ziel der Erfindung ist es, auf Metallkörper bzw. metal
lische Oberflächen Schichten aufzubringen, welche die
Korrosionsbeständigkeit, die Verschleißfestigkeit und
andere Eigenschaften des Gegenstandes verbessern.
Metallische Schutzschichten und Überzüge, insbesondere
aus unedlen Metallen, wie z. B. elektrolytisch abge
schiedene Zn- und Cd-Schichten, gewährleisten im weit
gehend unbeschädigten Zustand eine gegenüber dem unbe
handelten Grundwerkstoff verbesserte Beständigkeit gegen
korrosive Angriffe.
Die Abriebfestigkeit bzw. Verschleißfestigkeit derartiger
Schichten ist für einige Anwendungszwecke nicht aus
reichend, so daß es zu vorzeitiger, gegebenenfalls ört
licher, Korrosion von Gegenständen beim praktischen Ge
brauch derselben kommt.
Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit ist es bekannt,
metallische Werkstoffe mit Schichten aus Hartstoffen zu
überziehen, was jedoch einen sehr aufwendigen Vorgang
darstellt, der oft mit Schwierigkeiten in der Verfahrens
führung verbunden ist und oftmals nicht eine erwünschte
Korrosionsbeständigkeit bewirkt.
Das Aufbringen von keramischen Korrosionsschutzschichten
mit einer aus einem Tauchbad oder durch ein oder mehr
maliges Spritzen aufgetragenen Schicht und einer nachfol
genden Aushärtung bei erhöhter Temperatur ist bekannt.
Diese Schichten bewirken jedoch keinen aktiven Korro
sionsschutz; die Porosität, insbesondere dünner Schich
ten, kann sich nachteilig auswirken und es bestehen
Schwierigkeiten beim Aufbringen gleichmäßig dicker
Schichten sowie bezüglich der Haftfestigkeit.
Um zu einem aktiven bzw. kathodischen Korrosionsschutz in
einer Schutzschicht zu gelangen, die auch Verschleißbean
spruchungen standhält, wurde z. B. Al-Pulver (kathodischer
Korrosionsschutz) in anorganischer Bindungsmasse aufge
tragen und bei ca. 350° C gehärtet. Es erwies sich, daß
die elektrische Leitfähigkeit der Schicht (Al-Partikel
sind eingebettet) zu gering ist, daß die Schicht mikro
porös und relativ weich ist.
Es wurde ferner versucht, die Schicht durch Strahlen mit
Glaskugeln zu verformen bzw. die Umhüllungen der Metall
pulverteilchen zu zerstören, um so die elektrische Leit
fähigkeit der Schichten und somit die Korrosionsschutz
wirkung zu erhöhen; dabei ergaben sich jedoch Verhämme
rungen und Mikrorißbildungen. Schließlich wurde versucht,
die Schicht bei erhöhter Temperatur auszuhärten, wodurch
die elektrische Leitfähigkeit höher wird. Dabei wurde
jedoch die Schicht porös und weich.
Die bisher bekannten Schichten, mit denen die Eigenschaf
ten der überzogenen Werkstücke verbessert werden sollen,
sind zumeist nicht ausreichend hart bzw. nicht ausrei
chend abrieb- und verschleißfest. Ferner besitzen sie
eine unerwünschte Mikroporosität und geringe Haftfähig
keit, die insbesondere bei duktilem Untergrund und hoher
spezifischer mechanischer Belastung zum Abblättern der
Schicht bei insbesondere elastischer oder plastischer
Verformung des Untergrundes führt; überdies kann der
Körper durch den Beschichtungsprozeß oberflächlich ver
spröden, so daß nur eine geringe Dauerschwingfestigkeit
gegeben ist, wobei die Beschichtung selbst eine Bruch
gefahr im Gegenstand induziert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben angeführten Nach
teile zu vermeiden und Körper mit einer Beschichtung zu
versehen, die wirtschaftlich herstellbar ist, die die
Eigenschaften des beschichteten Gegenstandes verbessert,
gute Hafteigenschaften besitzt usw.
Diese Ziele werden bei einem Verfahren der eingangs ge
nannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des
Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale erreicht.
Ein Gegenstand der eingangs genannnten Art ist erfindungs
gemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 15 an
geführten Merkmale gekennzeichnet.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung er
geben sich aus der folgenden Beschreibung, den Beispielen
und den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Vorgangsweise bei der Beschichtung
von metallischen Gegenständen, z. B. Werkstücken, Werk
zeugen, Formkörper od. dgl., näher erläutert. Das Auf
bringen der Schicht erfolgt auf metallische Gegenstände,
insbesondere aus nitrid- bzw. karbonitridbildenden Me
tallen oder Legierungen, bzw. auf Gegenstände, die mit
derartigen Oberflächenschichten versehen sind. Vorteil
hafterweise werden Gegenstände aus Metall, Stahl bzw.
Nitrierstahl mit den gegebenenfalls nitrierbaren und/oder
karbonitrierbare Metalle bzw. Legierungen enthaltenden
Schichten versehen.
Auf die Gegenstände wird eine wässerige, saure (pH = 1- 4,5)
Beschichtungsmischung aufgetragen, die Phospha
tionen und Ionen aus der Gruppe der Chromat- oder
Molybdationen enthält. Vorzugsweise enthält sie Metall
pulver (vorzugsweise Kugelkörner), insbesondere wasser-
oder bevorzugterweise gasverdüste Metallpulver, die vor
teilhaft mit Hilfe von Tensiden in Schwebe gehalten wer
den. Die Korngröße der Pulverteilchen beträgt maximal
100 µm, vorzugsweise maximal 50 µm, da feine Pulver
glatte dünne Schichten ausbilden und viele Kristallisa
tionspunkte bei Trocknung der Metallsalze bieten. Als
Metalle bzw. Legierungen, welche in Pulverform der Be
schichtungsmischung zugesetzt werden können, kommen vor
zugsweise alle Nitrid- und/oder Karbonitridbildner in
Frage.
Ferner kann die Beschichtungsmischung, insbesondere in
dispergierter Form, Oxide, insbesondere Metalloxide, bzw.
keramische Stoffe als Füllstoffe und Plastifizierungs
mittel enthalten. Insbesondere kommen dafür seltene
Erden-Oxide, MgO, ZrO₂, Al₂O₃ und ähnliche kera
mische Stoffe in Frage. Diese keramischen Teilchen be
sitzen eine Korngröße von bis zu 20 µm, vorzugsweise von
bis zu 10 µm, insbesondere bis zu 5 µm, so daß diese Teil
chen mit den Metallpulvern dichte Kugelpackungen ausbil
den können.
Die Metallpulver und die keramischen Teilchen werden in
der wässerigen Lösung homogen verteilt, z. B. durch
Rühren.
Es können mehrere verschiedene keramische Stoffe und/oder
mehrere verschiedene Metalle bzw. Legierungen, z. B. auch
hochlegierte Edelstähle in Pulverform, in der Beschich
tungsmischung enthalten sein. Diese Beschichtungs
mischung wird auf metallisch reine Oberflächen in be
liebigen Beschichtungsverfahren, z. B. Spritzen, Tauchen,
Tauchschleudern, Streichen, Aufwalzen, in einer oder
mehreren Lagen aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt ins
besondere in entsprechender Dicke. Bei zu dünnen Schich
ten kann der Fall eintreten, daß die Oberfläche nicht
ausreichend abgedeckt ist; zu dicke Schichten würden eine
Nitrierung bzw. Karbonitrierung des Substrats bzw. der
Oberflächenschicht des Gegenstandes behindern. Es kann
vorgesehen sein, jede der aufgebrachten Lagen für sich
oder die gesamte aufgebrachte Schicht zu trocknen. Das
Trocknen erfolgt vorzugsweise mit trockener Heißluft bei
etwa 40° bis 80° C.
Nach dem Aufbringen und Trocknen der Beschichtung wird
die aufgebrachte gegebenenfalls nitrier- bzw. karbo
nitrierbare Metalle bzw. Legierungen enthaltende Schicht
durch einen Nitrier- oder Karbonitrierprozeß gehärtet
bzw. ausgehärtet; gleichzeitig kann die Oberfläche des
die Schicht tragenden Gegenstandes in diesem Gasnitrier
verfahren oder Gaskarbonitrierverfahren gehärtet werden.
Die Schicht bildet nach der Trocknung eine poröse Matrix,
in der gegebenenfalls die kugeligen Metallpigmente fest
gehalten sind. Diese mikroporöse Matrix kann bei entspre
chender Temperatur vom Prozeßgas durchdrungen werden,
welches eine Nitrier- oder Karbonitrierhärtung zumindest
einer Oberflächenschicht des Basiswerkstoffes, eine Aus
härtung des anorganischen Bindemittels (der Schicht)
und/oder eine Nitrierung bzw. Karbonitrierung der Metalle
in der aufgebrachten getrockneten Beschichtung bewirkt.
Es kann somit eine Härtung der Oberfläche des Grundwerk
stoffes und der aufgebrachten Schicht (gegebenenfalls
gleichzeitig mit einer Nitrierung bzw. Karbonitrierung
der in dieser Schicht enthaltenen Metalle und/oder Legie
rungen) in einem Arbeitsgang erfolgen. Bei der Härtung
bzw. Nitridbildung entstehen Druckspannungen in der Ober
fläche des Substrates und ein Verschluß der Mikroporen
aufgrund einer Volumsvergrößerung der Metallpigmente in
der aufgebrachten Schicht.
Derartige Schichten zeichnen sich durch eine sehr hohe
Temperaturstabilität, ausgezeichneten Korrosionsschutz,
hohe Haftfestigkeit, gute Gleit- und Reibeigenschaften
sowie gute Verschleißeigenschaften aus, wobei hohe
Wechselfestigkeit- und Schwingungsrißkorrosionsbeständig
keit des beschichteten Körpers erreicht werden.
Als Gasnitrier- oder Gaskarbonitrierverfahren kommen be
liebige Verfahren, z. B. Ionnitrieren, in Frage. Die ein
zuhaltenden Temperaturen liegen etwa zwischen 480° und
900° C. Dabei werden die Metallpulverteilchen und/oder die
Oberfläche des Grundwerkstoffes insbesondere gleichzeitig
nitriert bzw. karbonitriert und die Schichtmatrix wird
gehärtet.
Der Einsatz von kugeligen Metallpigmenten ist vorteil
haft, weil eine dichtere Packung möglich wird und es da
bei in der Folge zu einer besseren elektrischen Leit
fähigkeit zwischen dem Substrat und dem unedlen Metall
und somit zu einer besseren Korrosionsbeständigkeit
kommt.
Die dichte Beschichtung weist eine Hitzebeständigkeit,
insbesondere bis zu 1400° C, auf, die nur durch den Dampf
druck der eingelagerten bzw. der darunter liegenden Me
talle begrenzt wird. Z. B. können Kompressorschaufeln aus
Titan oder Cr-Stahl-Verdichterschaufeln, insbesondere zur
Erhöhung der Schwingungsrißkorrosionsbeständigkeit, mit
derartigen Beschichtungen versehen werden. Da diese Be
schichtung dicht ist und keine Oxidation zuläßt, wird
auch bei Titankörpern ein sogenanntes Titanfeuer ver
hindert.
Wenn in einem Arbeitsgang die Schicht und der Grundkörper
behandelt werden, ergeben sich maximale Vorteile. Mit
einer Nitrid- bzw. Karbonitridbildung ist eine Volum
vergrößerung verbunden, wodurch die Mikroporen der
Schicht verschlossen werden und Druckspannungen in der
Oberfläche des Substrates entstehen. Dadurch wird auch
die Dauerschwingfestigkeit bzw. Wechselfestigkeit des
Bauteiles verbessert. Die aufgebrachte Schicht besitzt
aufgrund der eingelagerten Metallnitride oder -karbo
nitride eine sehr hohe Härte. Da diese Schicht auf einer
gehärteten Oberfläche des Gegenstandes aufliegt bzw. von
dieser getragen wird, ist ein Eindrücken der Beschichtung
bzw. eine dadurch erfolgende Beschädigung nicht leicht
möglich. Überdies besitzt die aufgebrachte Schicht gute
Hafteigenschaften.
Es wurde für eine Nitrierung von nur einigen Bereichen der
Oberfläche eines Werkstückes gemäß DE-PS 8 74 007 vorgeschlagen,
diejenigen Oberflächenteile, die keine Aufstickung bzw. Här
tung erfahren sollen, durch eine Eisen-Phosphatschicht, die
unter Einwirkung von Phosphorsäure auf der Werkstückober
fläche entsteht, zu schützen. Um so überraschender war es,
daß eine wäßrige, saure Phosphationen und Ionen der Gruppe
Chromat- und Molybdationen und/oder dispergierbarer kera
mischer Stoffe sowie gegebenenfalls Metallpulver enthaltende
Beschichtungsmischung, auf die Werkstückoberfläche aufge
bracht und getrocknet, bei einem Gas-Nitrier oder Gas-
Karbonitrierverfahren gehärtet werden kann, wobei auch
die Werkstückoberfläche auf Grund der Porosität der Schicht
eine Nitrier- oder Karbonitrierhärtung erfährt.
Es war auch völlig überraschend, durch die erfindungsgemäße
Vorgangsweise zu derart gute Eigenschaften aufweisenden
Beschichtungen zu gelangen. Der Fachmann erwartete ein
Aufblähen der Schicht durch die Bildung der Stickstoff-
bzw. Stickstoffkohlenstoffverbindungen und dadurch ein
Abbröckeln und Abplatzen der Beschichtung beim Nitrieren
bzw. Karbonitrieren. Ferner war erwartet worden, daß
durch die Volumsvergrößerung der Oberflächenzone des
Substrates beim Nitrieren eine Rißbildung in der Be
schichtung eintreten würde. Schließlich wurde ein Abbau
der Phosphatschicht sowie eine Umwandlung der Metall
pigmente und dadurch bedingt eine Verschlechterung der
Korrosionsbeständigkeit erwartet.
Überraschend hat es sich hingegen gezeigt, daß die er
findungsgemäßen Schichten eine besonders hohe Härte auf
weisen und gut auf dem Grundwerkstoff haften, der durch
das Aufsticken in seinen Oberflächenschichten zusätzliche
Korrosionsfestigkeit, verbesserte Härte und verbesserte
mechanische Langzeiteigenschaften erhält.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen
näher erläutert.
Kompressorbeschaufelungen wurden zur Verbesserung der
Dauerfestigkeit im Ammoniakgasstrom nitriert und an
schließend gegen Korrosion geschützt. Im Ammoniakstrom
erhielt der bei etwa 500° bis 520° C nitrierte Stahl, z. B.
34 Cr Al 6, nach 20 Stunden eine Oberflächenhärte von
HV 5 1100 N/mm². Als Korrosionsschutz wurden danach
metallkeramische Schutzschichten durch Einbrennen bei
etwa 350° C auf den Grundkörper hergestellt. Durch den
Einbrennvorgang für die metallkeramischen Schichten
diffundierte jedoch ein Teil des Stickstoffgehaltes der
Metalloberfläche ab und die Oberflächenhärte sank nach
dem Metallkeramikbeschichtungsprozeß auf Werte, die unter
HV 5 500 N/mm² lagen. Erfindungsgemäß wurde nunmehr so
vorgegangen, daß ein Schaufelkörper mit einer Beschich
tung, die auf seine Oberfläche aufgetragen und getrocknet
wurde, im Ammoniakstrom nitriert wurde. Durch die Stick
stoffaufnahme bzw. aufgrund der Nitridbildung entstand
eine Volumsvergrößerung in der Oberflächenzone des Stahl
grundkörpers, welcher schließlich eine hohe Oberflächen
härte und die gewünschte Dauerfestigkeit aufweist. Wei
ters waren ein erhöhter Korrosionsschutz und ein besserer
Verschleißwiderstand durch eine Nitridbildung der Metall
pigmente in der dichten vollständig ausgehärteten Schutz
schicht gegeben.
War bei den Kompressorbeschaufelungen, welche zuerst im
Ammoniakgas nitriert wurden und erst anschließend gegen
Korrosion geschützt wurden, die verbesserte Dauerfe
stigkeit aufgrund der Gasnitrierung durch den folgenden
Beschichtungsvorgang mit dem metallkeramischen Korro
sionsschutzüberzug nicht wesentlich verbessert worden, so
konnte bei der erfindungsgemäßen Vorgangsweise festge
stellt werden, daß die metallkeramischen Schutzschichten,
die in unterschiedlichen Schichtdicken aufgetragen werden
konnten, und der Metallkörper ( z. B. 34 Cr Al 6), der im
Ammoniakstrom gemeinsam mit der Schutzschicht bei 520°
bis 540° C nitriert wurde, keine nennenswerten Abweichungen
bzw. Minderungen an Oberflächenhärte HV 5 1100 N/mm²
gegenüber einem unbeschichtet gasnitrierten Werkstück
aufwiesen, wobei wesentlich gesteigerte Dauerfestig
keit und Schwingungsrißkorrosionsbeständigkeit gegeben
sind.
Mit ähnlich gutem Erfolg wurden auf diese Weise Auto
mobilteile, z. B. Befestigungselemente aller Art, Schloß
teile, Federbeine und ähnliche Teile bearbeitet bzw. be
schichtet.
Die erfindungsgemäße Vorgangsweise eignet sich besonders
gut für alle Stahlbauteile, die in Gasnitrierungsver
fahren gehärtet werden können und über einen guten Korro
sions- und Verschleißschutz verfügen sollen. Der Korro
sionsschutz wird beträchtlich erhöht, da eine metall
keramische Schutzschicht auf Basis von unedlen Metallen
bei dieser Behandlung erheblich leitfähiger wird und der
spezifische elektrische Widerstand der Schicht unter 10
Ohm liegt, so daß die Schicht bzw. die eingelagerten Me
tallpigmente im korrosiven Klima als Opferanode wirksam
werden kann bzw. können. Es zeigte sich ferner, daß im
Vergleich mit nach dem Stand der Technik beschichteten
Teilen die Schicht des Gegenstandes Härtewerte aufwies,
die um mindestens 50%, vorzugsweise 75%, höher liegen
als die des Grundwerkstoffes.
Der Beschichtungsmasse können zur Verbesserung ihrer
Eigenschaften (Wärmedämmung, Oxidationsschutz, Korro
sionsschutz) Cr₂O₃, TiO₂, Al₂O₃, MgO, SiO₂,
ZrO₂, CaO, CaCO₃, Y₂O₃, MgO, HfO₂, amorphes
und/oder kristallines Bor, SiC, MoSi₂, gesintertes TiN,
ZrN, TiB₂, ZrB₂ und/oder ähnliche Stoffe einzeln oder
gemeinsam zugesetzt werden.
Der Schicht werden als Matall- bzw. Legierungspulver ein
zeln oder gemeinsam vorzugsweise Al, Ni, Mg, C, Cr, W, P,
Mo, Ni, Si, B, Fe, Nb, Zn, ZrO₂, CaO, HfO₂, Al₂O₃
und/oder MgO zugegeben, z. B. Celsit V (C 1,1, Cr 2,8, W
4,5, Rest Kobalt), Celsit 50 P (C 2, Cr 28, Mo 3,7, Ni
6,5, W 10, Rest Kobalt), Niborit 6 (C 0,8, Si 4,3, Cr
1,6, B 3,5, Fe 45, Rest Ni), Ledurit 76-P (C 5,4, Si 1,4,
Cr 12, B 1, V 6, Nb 6,5, Rest Fe).
Beschichtungsmischungen können z. B. folgende Gehalte auf
weisen:
- 1.) CrO₃ 90 g, H₃PO₄ 320 g, TiO₂ 50 g, H₂O 950 g, MgO 10 g,
- 2.) H₂O 600 g, H₃PO₄ 300 g, CrO₃ 150 g, MgO 60 g
- 3.) H₂O 300 g, H₃PO₄ 100 g, H₃PO₃ 100 g, CrO₃ 150 g, MgO 50 g.
Allgemein kann das für die Schicht eingesetzte Binde
mittel Füllstoff-Metallpulver von 20% Gewicht bis 65%
Gewicht, vorzugsweise 50% Gewicht, Salze von 2,5 bis
22% in der Trockensubstanz und keramische Anteile von
2,5 bis 50% in der Trockensubstanz enthalten.
Die Zeitdauer des Nitrierens bzw. Karbonitrierens wird
von der Eindringtiefe bzw. der gewünschten Schichtdicke
bestimmt und beträgt üblicherweise 1 bis 100 Stunden,
vorzugsweise 1 bis 20 Stunden. Mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren können keramische Schichten auf nitrier- bzw.
karbonitrierbaren Grundkörpern bzw. nitrier- bzw. karbo
nitrierbare Schichten auf gegebenenfalls nitrier- bzw.
karbonitrierbaren Grundkörpern ausgebildet werden. Zu
bemerken ist, daß die meisten Stähle in gewissen Grenzen
nitrierbar bzw. karbonitrierbar sind bzw. Fe-Nitride,
Cr-Nitride usw. ausbildbar sind.
Im wesentlichen besteht die anorganische keramische
Außenschicht bzw. das Bindemittel der Außenschicht aus
(Poly)Phosphatverbindungen des Chroms und/oder Molybdäns,
die bei den erhöhten Temperaturen eines Nitrier- bzw.
Karbonitrierverfahrens ausgehärtet werden.
Claims (15)
1. Verfahren zum Beschichten von metallischen Werk
stücken zur Verbesserung des Korrosions- und Verschleiß
verhaltens, bei dem auf die Gegenstände eine wässerige,
seure, Phosphationen und Ionen aus der Gruppe der Chro
mat- oder Molybdationen und gegebenenfalls Metall oder
Legierungspulver und/oder dispergierbare keramische Stoffe,
z. B. Metalloxide wie Aluminiumoxid, enthaltende Beschich
tungsmischung aufgebracht, getrocknet und ausgehärtet
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die getrocknete
Beschichtung und/oder eine Oberflächenschicht bzw. ober
flächennahe Schicht des metallischen Grundwerkstoffes der
Gegenstände in einem Gas-Nitrier- oder Gas-Karbonitrier
verfahren gehärtet wird (werden).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Beschichtungsmischung eingesetzt wird, die Pulver
von nitrier- und/oder karbonitrierbaren Metallen und/oder
Legierungen enthält, die von zugesetzten Tensiden in
Schwebe gehalten werden, und die in der getrockneten
Beschichtungsmischung enthaltenen Metalle oder Legierun
gen nitriert oder karbonitriert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
gasverdüste und kugelige Metallpulver mit einer Korngröße von
weniger als 100 µm, vorzugsweise weniger als 50 µm, einge
setzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß als nitrier- und/oder karbonitrierbare Metalle
Al, Zn, Sn, Ti, Zr, Ta, Nb, V, Mg, Cr und/oder nitrid-
oder karbonitridbildende Legierungen eingesetzt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als Metallpulver zumindest ein Edel
stahlpulver eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß als metallischer Grundwerkstoff ein
Stahl, insbesondere Nitrierstahl, eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß als Grundwerkstoff oberflächennitrierte
und/oder oberflächenkarbonitrierte Werkstücke eingesetzt
werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Beschichtungsmischung, die kera
mische Teilchen, z. B. Metalloxide, Oxide von seltenen
Erden-Metallen, MgO, Cr₂O₃, TiO₂, Al₂O₃, SiO₂, CaO,
ZrO₂, CaCO₃, B-Verbindungen, SiC und/oder MoSi₂ enthält,
eingesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Korngröße der Metalloxide bzw. der keramischen Teil
chen von weniger als 20 µm, vorzugsweise weniger als 10 µm,
insbesondere weniger als 5 µm, eingesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmischung gegebenen
falls in mehreren Lagen in einer Menge , die zu einer Dicke
in getrocknetem Zustand von 2 bis 200 µm, vorzugsweise
5 bis 150 µm, insbesondere 5 bis 40 µm, führt, aufgebracht
wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Temperatur beim Nitrieren auf 480
bis 580° C, vorzugsweise 480 bis 540° C, insbesondere 500
bis 530° C bzw. beim Karbonitrieren auf 650 bis 900° C,
vorzugsweise 680 bis 880° C, eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf dem Gegenstand aufgebrachte
Beschichtungsmischung mit Heißluft bei Temperaturen
von 40 bis 80° C getrocknet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmischung auf einen
pH-Wert von 1 bis 4,5 eingestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Metallpulver in die Beschichtungs
mischung eingerührt und homogen verteilt werden.
15. Gegenstand, hergestellt nach den Ansprüchen 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht und/oder Oberflächen
schicht eine höhere Nitrid- bzw. Karbonitridkonzentration auf
weist als eine von der Oberflächenschicht entfernt liegende
Stelle des Grundwerkstoffes des beschichteten Gegenstandes.
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JP2004162778A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Koyo Sealing Techno Co Ltd | フリクションダンパおよびこれを用いた歯車伝動装置 |
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WO2011072262A2 (en) | 2009-12-11 | 2011-06-16 | Latitude 18, Inc. | Inorganic phosphate compositions and methods |
KR20120101541A (ko) | 2009-12-11 | 2012-09-13 | 래티두드 18, 아이엔씨. | 무기 인산염 내식성 코팅 |
US20130139930A1 (en) | 2009-12-18 | 2013-06-06 | Latitude 18, Inc. | Inorganic phosphate corrosion resistant coatings |
KR20120125518A (ko) | 2010-02-09 | 2012-11-15 | 래티두드 18, 아이엔씨. | 포스페이트 결합된 복합체 및 그의 제조 방법 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE874007C (de) * | 1943-03-19 | 1953-04-20 | Boehler & Co Ag Geb | Verfahren zum Verhindern der Stickstoffaufnahme an Werkstueckstellen, die beim Nitrierprozess weich bleiben sollen |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2057813A (en) * | 1932-12-06 | 1936-10-20 | Nitralloy Corp | Process for hardening iron and steel alloys and article produced thereby |
US4249964A (en) * | 1980-03-31 | 1981-02-10 | Huta Stalowa Wola-Kombinat Przemyslowy | Process for the chemical and thermal treatment of steel parts to improve the strength properties thereof |
-
1988
- 1988-09-10 DE DE3830848A patent/DE3830848C1/de not_active Expired
-
1989
- 1989-08-25 ES ES198989115665T patent/ES2038385T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-25 EP EP89115665A patent/EP0359002B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-25 DE DE8989115665T patent/DE58903648D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-25 AT AT89115665T patent/ATE86310T1/de not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-03-04 GR GR920402977T patent/GR3007211T3/el unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE874007C (de) * | 1943-03-19 | 1953-04-20 | Boehler & Co Ag Geb | Verfahren zum Verhindern der Stickstoffaufnahme an Werkstueckstellen, die beim Nitrierprozess weich bleiben sollen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2038385T3 (es) | 1993-07-16 |
DE58903648D1 (de) | 1993-04-08 |
EP0359002B1 (de) | 1993-03-03 |
EP0359002A1 (de) | 1990-03-21 |
ATE86310T1 (de) | 1993-03-15 |
GR3007211T3 (de) | 1993-07-30 |
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