DE656541C

DE656541C - Process for the local limitation of surface hardening, especially when nitriding workpieces

Info

Publication number: DE656541C
Application number: DEA77899D
Authority: DE
Inventors: Franz Heckeberg; Dr Adolf Walz
Original assignee: Argus Motoren GmbH
Current assignee: Argus Motoren GmbH
Priority date: 1935-12-11
Filing date: 1935-12-11
Publication date: 1938-02-08

Description

Verfahren zur örtlichen Begrenzung der Oberflächenhärtung, insbesondere beim Nitrieren von Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur örtlichen Begrenzung der Oberflächenhärtung, insbesondere beim Nitrieren von Werkstücken, durch Überziehen der nicht zu härtenden Oberflächen mit einer Schutzschicht aus einfern Metall oder einer Metallegierung.Method for the local limitation of surface hardening, in particular in the nitriding of workpieces The invention relates to a method for local Limitation of surface hardening, especially when nitriding workpieces, by covering the surfaces that are not to be hardened with a protective layer remove metal or a metal alloy.

Main ging bisher bei der örtlichen Nitrierung von Werkstücken im allgemeinen so vor, daß man zunächst das Werkstück im ganzen verzinnte und an den Stellen, die gehärtet werden sollen, den Überzug durch mechanische Bearbeitung entfernte, um dann die Härtung selbst vorzunehmen. Es tritt nun der Mißstand ein, daß beim Erwärmen das Zinn sehr starke Neigung hat, über die Ränder der bearbeiteten Stellen zu treten und dadurch die ordnungsmäßige Härtung zu beeinträchtigen. Diese Schwierigkeit ist so beträchtlich, daß bei wichtigen Erzeugungsgebieten der Vorteil der Stickstoffhartung in Frage gestellt ist.So far, the main focus has been on the local nitriding of workpieces in general so that you first of all tinned the workpiece as a whole and in the places that are to be hardened, the coating removed by machining then carry out the hardening yourself. The problem now arises that when warming the tin has a very strong tendency to step over the edges of the machined areas and thereby impairing proper curing. That difficulty is so considerable that in important production areas the advantage of nitrogen hardening is in question.

Es ist daher bereits der Vorschlag gemacht worden, zur Verhinderung des Weiterfiießens des Zinns die verzinnten Stellen xnit einem Überzug von N:atriumwasserglas und Aluminiumpulver zu versehen und diesen trocknen zu lassen. Ferner wurde vorgeschlagen, die verzinnten Stellen oder das ganze Werkstück in ein. sauf gegen 40o° C erhitztes Salzbad (z. B. :aus Natriumnitrat und Kaliumnitrat) einzutauchen. In dem Bad soll das flüssige Zinn zu Boden fließen, ohne sich an den vorher nicht verzinnten Stellen festzusetzen, wobei mit der Oxydation der nicht verzinnten Stellen nach dem Einbringen in das Salzbad gerechnet wird, ferner damit, daß sich die Zinntropfen mit einer Oxydhaut bedecken, durch die das Weiterverzinnen verhindert werden soll.The suggestion has therefore already been made to prevent it When the tin continues to flow, the tinned areas are covered with atrium waterglass and aluminum powder and let it dry. It was also suggested that the tinned areas or the entire workpiece in one. boiled up to 40o ° C Immersed in a salt bath (e.g. made of sodium nitrate and potassium nitrate). In the bathroom should the liquid tin will flow to the ground without getting in the previously untinned areas with the oxidation of the non-tinned areas after the introduction is expected in the salt bath, also with the fact that the tin drops with a Cover the oxide skin that is to prevent further tinning.

Die genannten Verfahren haben, abgesehen von ihrer Umständlichkeit, den Nachteil, daß das Ausfließen des Deckmetalls nicht mit Sicherheit verhindert werden kann. So läßt es sich schwer verhindern, daß beim Eintauchen des Werkstücks in das Salzbad das leicht flüssige Metall über die Ränder fließt. Auch ist die nachträgliche Bildung einer Oxydschicht .auf den anhaftenden Zinntropfen kein sicherer Schutz gegen das Übertreten.Apart from their cumbersome nature, the procedures mentioned have the disadvantage that the outflow of the cover metal is not prevented with certainty can be. So it is difficult to prevent the workpiece from being immersed the slightly liquid metal flows over the edges in the salt bath. Also is the retrospective Formation of an oxide layer. No reliable protection on the adhering tin drops against trespassing.

Diese Mängel werden nach der Erfindung auf einfachste Weise beseitigt.These deficiencies are eliminated in the simplest manner according to the invention.

Sie geht von der Erfahrung aus, daß die nach dem Abschmelzen und Oxydieren des Zinns verbleibende dünne Schicht, wahrscheinlich eine durch Diffusion entstandene Fe-Sn-Legierung, den Schutz gegen Nitrierung übernimmt.It is based on experience that after melting and oxidizing of the tin remaining thin layer, probably one created by diffusion Fe-Sn alloy that protects against nitriding.

Nach dem neuen Verfahren wird diesle hauchdünne Schicht in einem besonderen Arbeitsgang einer Wärmebehandlung hergestellt, die darin besteht, daß die Erwärmung, insbesondere die Oxydation; so lange fortgesetzt wird, bis die Neigung der Deckschicht zum Ausfließen über die Ränder wer:-. schwindet: Erst dann erfolgt die Freilegü@; der zu nitrierenden Flächen und das Ein bringen des Werkstücks in den Nitrierofen.According to the new process, this wafer-thin layer is created in a special one A heat treatment process established, which consists in that the warming, especially the oxidation; continues until the Tendency of the top layer to flow over the edges who: -. dwindles: only then takes place the release @; the surfaces to be nitrided and bringing the workpiece in the nitriding furnace.

Das Werkstück -wird zunächst in irgendeiner bekannten Weise mit einem gu:thaftenden Metallüberzug, vorzugsweise von Zinn oder einer Zinnlegierung; versehen, wobei der Feuerverzinnung der Vorzug gegeben wird. Bevor nun aber das Werkstück an. den Stellen bearbeitet wird, die später Oberflächenhärte serhalten sollen, wird nach dem neuen Verfahren die genannte besondere Wärmebehandlung vorgenommen.The workpiece - is first used in some known manner with a gu: adhesive metal coating, preferably made of tin or a tin alloy; Mistake, hot-dip tinning is preferred. But before the workpiece at. the places that will later receive surface hardness will be machined the special heat treatment mentioned is carried out according to the new process.

Dias Werkstück wird hierbei so lange, vorzugsweisse bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des Überzugs und unterhalb der Anl.aßtemperatur des vergüteten Nitrierstahls, z. B. bei den Temperaturen, die später für das Nitrieren in Frage kommen, also 5oo bis 55o° C, erwärmt, bis alles überschüssige Zinn unter Einwirkung der Erwärmung und der im Ofen wirksamen Gase vom Werkstück entfernt worden ist. Die Wärmebehandlung braucht nicht in N- oder NH3haltiger oder reduzierender Atmosphäre vorgenommen zu werden, sondern kann zweckmäßig in oxydierender Atmosphäre geschehen. Wenn die Oberfläche bei der für die Nitri@erung vor- -gesehenen Temperatur keine verflüssigbaren oder zum Ausfließen neigenden Überzugsteile mehr zeigt, ist die Wärmebehandlung beendet. Die verbleibende Schicht verhindert das Nitrieren vollständig. Nach dieser Wärmebehandlung erfolgt die mechanische Bearbeitung der freizulegenden Teile durch Drehen, Schleifen o. dgl.The workpiece is kept for this long, preferably at temperatures above the melting point of the coating and below the tempering temperature of the Quenched and tempered nitriding steel, e.g. B. at the temperatures that will later be used for nitriding come into question, so 500 to 55o ° C, heated until all the excess tin is under It has been removed from the workpiece by the effects of heating and the gases that are active in the furnace is. The heat treatment does not need to be in N or NH 3 -containing or reducing Atmosphere, but can be expedient in an oxidizing atmosphere happen. When the surface is at the temperature intended for nitriding no longer shows any liquefiable coating parts or coating parts that tend to flow out the heat treatment is finished. The remaining layer completely prevents nitriding. After this heat treatment, the mechanical processing of the exposed ones takes place Parts by turning, grinding or the like.

:` Erfolgt nun das Nitrieren und Härten in .`@cwöhnlicher Weise, so werden. die Grenzen fischen härten und weichen Teilen des .Werkstücks haarscharf eingehalten.: `If nitriding and hardening are carried out in the usual way, see above will. the boundaries are hard and soft parts of the work piece adhered to.

Die Wärmebehandlung kann dadurch abgekürzt werden, daß die Oxydschicht wiederholt mit Stahlbürste o. dgl. entfernt -wird. Auch kann der Vorgang durch Züführuing von Sauerstoff oder überschüssiger Luft im Ofen beschleunigt werden.The heat treatment can be shortened by removing the oxide layer is repeatedly removed with a steel brush or the like. The process can also be carried out by Züführuing accelerated by oxygen or excess air in the furnace.

Die Vorteile des neuen Verfahrens erschließen der Stickstoffhärtung ganz neue Anwendungsmöglichkeiten. So ist es z. B. möglich, Maschinenteile, die bisher aus hochlegierten Cr-Ni-Stählen hergestellt wurden, nicht nur gleichwertig, sondern hins7ichtlich Verschleiß oder Wärmebeständigkeit verbessert aus billigem; niedriglegertem Nitrierstahl zu erzeugen.The advantages of the new process include nitrogen hardening completely new application possibilities. So it is z. B. possible machine parts that were previously made of high-alloy Cr-Ni steels, not just equivalent, but improved from cheap in terms of wear and tear or heat resistance; to produce low-level nitriding steel.

Claims

PATENTANSPRUCI-I: Method for local limitation of surface hardening, especially when nitriding workpieces, by coating those that are not to be hardened Surfaces with a protective layer made of a metal or an alloy, preferably Tin or its alloys, and their oxidation, characterized in that the Oxidation continues until the tendency of the metal or alloy to continue flowing on the workpiece is canceled.