DE582270C - Verfahren zur beschleunigten Erzeugung von Nitrierhaertungsschichten auf Gegenstaenden von Eisen und seinen Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur beschleunigten Erzeugung von Nitrierhärtungsschichten auf Gegenständen von Eisen und seinen Legierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur beschleunigten Erzeugung von Nitrierhärtungsschichten auf Gegenständen aus Eisen und- seinen Legierungen durch Erhitzen - in gasförmigen Nitriermitteln.
• Man hat bei der Nitrierung in Ammoniak bereits vorgeschlagen, eine Beschleunigung dadurch herbeizuführen, daß man den abgespaltenen Wasserstoff an Kohlenstoff bindet, welcher zusammen mit einem diese Bindung fördernden Katalysator; insbesondere Nickel, in die Nähe des zu härtenden Gegenstandes gebracht wird.- Dieses Verfahren ist jedoch wegen der ständigen Gefahr einer unerwünschten Kohlung durch den freien Kohlenstoff bzw. die entstehenden Kohlenwasserstoffverbindungen nachteilig und wegen der deshalb erforderlichen Vorsichtsmaßregeln umständlich.
• Ferner wurde vorgeschlagen, die Nitrierung mittels Ammoniak dadurch zu beschleunigen, daß' man- vorher in die Oberfläche der zu nitrierenden Gegenstände Vanadium oder Aluminium einverleibte. Diese erfordert naturgemäß eine besondere Vorbehandlung sowie den dauernden Verlust jener Hilfsmittel.
• Es wurde nun gefunden, daß man auf einfache und wirtschaftliche Weise eine hinreichend beschleunigte Erzeugung der Nitrierhärtungsschichten auf Gegenständen aus Eisen' und seinen Legierungen dadurch erzielt, daB man erfindungsgemäß die zu nitrierenden Gegenstände in unmittelbarer Berührung mit einem praktisch kohlenstoff- und eisenfreien Metall oder dessen Legierungen und in Gegenwart eines gasförmigen Nitriermittels erhitzt.
• Der Einfluß des Beschleunigungsmittels nimmt hierbei in dem Maße ab, wie der Abstand zwischen ihm und der zu härtenden Oberfläche zunimmt, so daß die unmittelbare Berührung der Metalle, welche aber noch einen Zutritt des gasförmigen Nitriermittels gestattet, am wirkungsvollsten ist. Demnach werden Beschleuniger bevorzugt, welche leicht den zu nitrierenden Oberflächen angepaßt werden können, und welche eine poröse Decke bilden. Ein geeigneter Beschleuniger kann aus einem .Pulver oder einem Drahtnetz des betreffenden Metalles bestehen. Als besonders geeignete Beschleuniger erwiesen sich das Kupfer und praktisch kohlenstoff- und eisenfreie kupferhaltige Legierungen, von denen wiederum das Messing bevorzugt wird. Als eisenfreie Beschleuniger eignen sich ferner erfindungsgemäß Aluminium, Silicium, Chrom, Vanadium, Molybdän, Titan, Mangan.
• Es hat sich ferner gezeigt, daß man als zusätzlichen Beschleuniger Stickstoffoxyd mit Vorteil verwenden kann. Dies gilt besonders bei der Benutzung von Ammoniak als Nitriermittel.
• Ausführungsbeispiele Ein aus- einer Eisenlegierung bestehender Gegenstand, welcher etwa i °/a Aluminium enthält, wurde in Kupferdrahtnetz eingewickelt mit achtzehn Drähten pro 2,54 cm von einem Durchmesser von 0,45 mm. Der so eingewickelte Gegenstand wurde in einen Kasten eingesetzt und die Luft aus diesem durch Ammoniak verdrängt: Eine Atmosphäre von Ammoniak wurde im Kasten aufrechterhalten und dieser samt Inhalt auf etwa 46o° C während vier Stunden erhitzt. Der Gegenstand zeigte nach der Behandlung eine gleichmäßige, harte, gegen-Abnutzung widerstandsfähige Nitrierschicht auf seiner Oberflache: Der Überzug hatte eine Härte entsprechend etwa iooo Brinell. Eine andere Probe der nämlichen Legierung, jedoch ohne Umwicklung mit Kupferdrahtnetz, wurde in den Kasten eingesetzt und unter den nämlichen Bedingungen vier Stunden lang erhitzt. Hierbei ergab sich, daß keine Nitrieroberflächenhärtung in der genannten Zeit ohne Umhüllung erzielbar wa.r, daß hierfür vielmehr eine Zeit von zwölf bis sechzehn Stunden benötigt wurde.
• Eine andere Probe der nämlichen Legierung wurde in Kupferdrahtnetz eingewickelt und auf etwa 46o° C während zwei Stunden in einer Atmosphäre erhitzt, welche aus etwa 40 °J, Ammoniak und 6o °1o Stickoxyd bestand. Die Probe zeigte nach der Behandlung eine gleichmäßige Oberflächenschicht aus hartem, gegen Abnutzung widerstandsfähigem, stickstoffhaltigem Material. Während die Verwendung von 40 °4 Ammoniak und 6o01, Stickoxyd in Verbindung mit Kupfer ausgezeichnete Ergebnisse liefert, kann irgendeine andere Mischung von Ammoniak und Stickoxyd verwendet werden, gleichgültig, ob die Mischung aus reinen Gasen besteht oder ob sie mit nichtschädlichem Gas verdünnt ist, beispielsweise mit Stickstoff, und es kann ferner irgendeines der Stickstoffoxyde als zusätzlicher Beschleuniger verwendet werden. Um an Ammoniak und Stickstoffoxyden zu sparen, können diese vorteilhaft etwa in Mengen angewendet werden, welche ihren Verbindungsgewichten entsprechen.
• Kupferlegierungen, welche als Beschleuniger wirken, beispielsweise Messing, sind praktisch ebenso wirksam wie reines Kupfer. Auch die Benutzung von Beschleunigern, welche -aus anderen Nichteisenmetallen bestehen, wurden als wirksam befunden. Unter diesen seien besonders genannt: reines Aluminium, Chrom, Molybdän, Titan, Mangan, Silicium oder Vanadium. Beschleuniger, welche aus Kupfer oder kupferreichen Legierungen bestehen, liefern im allgemeinen die besten Ergebnisse bei tieferen Temperaturen. Wegen ihrer hohen Schmelzpunkte besitzen Chrom, Molybdän, Titan, Mangan, Silicium oder Vanadium besondere Vorteile bei der Anwendung hoher Temperaturen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i: .Verfahren zur beschleunigten Erzeugung von Nitrierhärtungsschichten auf Gegenständen aus Eisen und seinen Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß -die zu nitrierenden Gegenstände in unmittelbarer Berührung mit einem praktisch kohlenstoff- und eisenfreien Metall oder dessen Legierungen und in- Gegenwart eines gasförmigen Nitriermittels erhitzt werden.
2. 2. Die Verwendung von Kupfer zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch i.
3. 3. Die Verwendung von praktisch kohlenstoff- und eisenfreien kupferhaltigen Legierungen zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch i.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Messing verwendet.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als eisenfreies Metall Aluminium, Silicium, Chrom, Vanadium; Molybdän, Titan, Mangan verwendet. -
6. 6. Die Verwendung von Stickstoffoxyd als zusätzlichen Beschleuniger liei Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch i bis 5.
7. 7. Die Verwendung von Ammoniak als Nitriermittel bei Durchführungd -es Verfahrens gemäß Anspruch i bis 6.