DE721658C

DE721658C - Verfahren zur Anreicherung der Oberflaeche von Gegenstaenden aus Eisen oder Stahl mit Chrom

Info

Publication number: DE721658C
Application number: DEB167536D
Authority: DE
Original assignee: GOTTFRIED BECKER DR
Current assignee: GOTTFRIED BECKER DR
Priority date: 1934-11-11
Filing date: 1934-11-11
Publication date: 1942-06-15

Description

Verfahren zur Anreicherung der Oberfläche von Gegenständen aus Eisen oder Stahl mit Chrom Die Oberfläche von Gegenständen aus Eisen oder Stahl läßt sich dadurch an. Chrom anreichern, daß man auf sie eine gasförmige Chlorverbindung des Chroms mehrere Stunden bei Temperaturen von etwa i ooo° C einwirken läßt. Nach einem bekannten Verfahren werden die zu behandelnden Teile dabei in Behälter eingesetzt; reit festem Chromchlorid bedeckt und zur Vermeidung einer Oberflächenoxydation im Vakuum erhitzt. Anstatt im Vakuum kann man das Chromchlorid auch in Gegenwart inerter oder reduzierender Gase auf die Gegenstände einwirken lassen und das dampfförmige Chromchlorid während des Chromierungsvorganges nach irgendeinem der bekannten Erzeugungsverfahren bilden.
Es hat sich nun gezeigt, daß zum Chromieren von Gegenständen aus Eisen Dder Stahl nicht jede Chromchlorverbindung gleich gut geeignet ist und daß- bei der Verwendung von Chromichl:)rid, wenn die zu behandelnden Gegenstände darin eingepackt und bei etwa i ooo° C erhitzt werden, der Metallaustausch zwischen Gas und fester Phase nach einiger Zeit zum Stillstand kommt, so daß eine Anreicherung der Oberfläche dieser Gegenstände nur in verhältnismäßig geringer Tiefe erreicht werden kann. Demgegenüber ergab sich, daß gasförmiges Chromochlorid, wenn es in Gegenwart überschüssigen Wasserstoffs als Chromierungsatmosphäre benutzt wird, besonders kräftig wirkt und auch' sehr gleichmäßige und dicke Chromschichten auf der Oberfläche der Teile ergibt. Das ist besonders dann der Fall, wenn man für eine dauernde Erneuerung der Chromierungsatmosphäre sorgt, was dadurch geschehen kann, daß man diese in strömendem Zustand auf die Stücke einwirken läßt.
Gegenstand der Erfindung ist idaher ein Verfahren zum Chromieren von Gegenständen aus Eisen oder Stahl, gemäß dem zur Chromierung Chromochlorid in Gegenwart überschüssigen Wasserstoffs verwendet wird und diese Gase fortlaufend über ,die zu behandelnden Gegenstände geleitet werden.
Das Chromochlörid kann nach jedem der an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, wobei es von besonderem Vorteil ist, daß man dabei .auch von billigem Ferrochrom, ja sogar von Abfällen des rostfreien Gusses, ausgehen kann und in der Lage ist, jederzeit sowohl die Behandlungsdauer als auch die honzentrations- und die Strömungsgeschwindigkeit des Chromochl,orid-Wasserstoff-Gasstromes zu verändern.
Für das Verfahren nach der Erfindung kann man sowohl feststehende als auch bewegliche, beispielsweise sich drehende Öfen bzw. Trommeln benutzen. Schließlich kann man auch das Chromochlorid, anstatt es aus beispielsweise Ferrochrom und gasförmiger Chlorwasserstoffsäure zu synthetisieren, @Ih.-solches mit Wasserstoff zusammen in di.eäk Öfen einblasen und dort zur Einwirkung' bringen.
Die Behandlungsdauer kann im äußersten Falle, was sich nach den an die zti erzeugende Schicht gestellten Anforderungen richtet, beliebig ausgedehnt werden. Durch Veränderung von Temperatur und Gaszusammensetzung sind ebenfalls Veränderungen in der Schichtbildung herbeizuführen. Durch Abstoppen des Chlorwasserstoffzusatzes zum Wasserstoffstrom kann die Chromierung im gewünschten Augenblick unterbrochen werden. Vorstehend geschilderte Arbeitsb:°dingungen ermöglichen es, leichte Rost- oder Oxydschichten auf den zu behandelnden. Gegenständen vor Beginn der Chromierung in einem einzigen Arbeitsgange zu entfernen.
Wie sich weiterhin überraschenderweise herausstellte, werden ebenfalls gute Schichten erzeugt, wenn der beigemischte Chlorwasserstoff nicht restlos von dem vorgelegten Ferrochrom verbraucht wird. Man kann diesen überschuß an Chlorwasserstoff in der Weise zur Schichtbildung nutzbar machen, daß man längs den zu behandelnden Gegenständen weiteres Chrom oder Ferrochrom verteilt. Merkwürdigerweise ergibt sich alsdann kein Angriff durch Chlorwasserstoff, sondern eine weitere Chromierung durch gebildetes Chromochlorid. Man kann daher die Gegenstände mit Chrom oder Ferrochromstückchen zusammen in einer sich drehenden Trommel behandeln, was sich auf die Schichtbildung in verschiedener Hinsicht günstig auswirkt.
In vorstehendem Beispiel ist jedoch die vielseitige Durchführungsmöglichkeit des Verfahrens nicht erschöpft, sondern es Imnn von Fall zu Fall eine andere zweckmäßige Anordnung getroffen werden, wie gesonderte Anordnung des Ferrochroms in durchlöcherten bzw. käfigartigen Behältern usw. Ferner ist man nicht darauf ,angewiesen, das Chromochlorid während des Arbeitsganges Herzustellen, sondern kann fertiges käufliches Chromochlorid in den Ofen einblasen oder sich niederschlagen lassen usw. Der Grundgedanke des Verfahrens gestattet es, ohne Unterbrechung arbeitende Öfen zu v@erwendüü.
Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung dieses vorgeschriebenen Verfahrens dargestellt. Die Anlage besteht aus einer sich drehenden Trommel i, in die die zu behandelnden Gegenstände 2 gebracht sind, die mit Stücken Ferrochrom 3 umgeben sind. Der Wasserstoff wird über einen Dreiw-egehalin 4. geleitet, während der Betrieb so gestaltet wird, Saß der Wasserstoff durch die Flasche ; geht, welche konzentrierte Salz-- .Säu-re enthält. Dahinter ist eine 7it-e:te ' Flasche 6 mit Schwefelsäure geschaltet. Von hier .aus kommen die Gase durch die Leitung, in den Ofen. Beim Anfang des Betriebes schickt man zuerst trocknen Wasserstoff .nur durch die Schwefelsäureflasche 6, schaltet also die Salzsäurefiasche durch Umstellen des Hahnes aus. Sobald der Ofen etwa iooo- erreicht hat, schaltet man den Dreiw-egehahn 4. um; der Wasserstoff geht dann zuerst durch die Salzsäure und dann durch die Schwefelsäure.
Das Gasgemisch aus Wasserstoff und Salzsäure kommt nun mit dem glühenden Ferrochrom in Berührung, es bildet sich Chro:nochlorid. Bei der Einwirkung des Chromochlorids auf die Oberfläche der Gegenstände geht eine chemische Umsetzung vor sich, wodurch Chrom in feinst möglicher Verteilung, nämlich in atomarem Zustand, mit der Oberfläche vereinigt wird und die günstigsten Voraussetzungen für eine Diffusion gegeben sind. Einen solchen Ofen kann man q. bis 5 Stunden auf Temperatur halten, stellt die Salzsäurezufuhr wieder ab und läßt im reinen Wasserstoffstrom erkalten. Der Wasserstoffstrom braucht nur schwach zu sein. Hieraus ergibt sich also eine große Wirtschaftlichkeit. Man kann die Anlage auch so schalten, daß man den Gasstrom einmal von links, das andere Mal von rechts in den Ofen hineinschickt. Wie schon ausgeführt,, brauchen die chromhaltigen Stücke nicht in unmittelbare Berührung mit dem Gegenstand zu kommen, man kann daher das zu behandelnde Stück in einen Drahtkäfig mit Doppelwänden legen, und zwischen den Doppelwänden bringt man das Chrommetall oder Ferrochrom unter. Das Drahtnetz wird natürlich mitchromiert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Anreicherung der Oberfläche von Gegenständen aus Eisen oder Stahl mit Chrom, das mit dem Metall des Gegenstandes bei Temperaturen von goo bis iooo- C durch Diffusion mit gasförmigen Chromchlorverbindungen in reduzierender Atmosphäre Mischkristalle bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Chromirrung Chromochlorid in Gegenwart überschüssigen Wasserstoffs ver«-endet wird und diese Gase fortlaufend über die zu behandelnden Gegenstände geleitet werden. a. Vorrichtung zur Durchführun z des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, . daß die zu behandelnden Gegenstände mit Chrom oder Ferrochrom zusammen, in einer umlaufenden Trommel oder in einem beweglichen Kasten allgeordnet sind, durch welche ein aus Wasserstoff und Chlorwasserstoff bestehender Gasstrom hindurchgeleitet wird. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Gegenstände mit Chrom oder Ferrochrom zusammen in einem ruhenden oder beweglichen. Kasten oder einer Trommel angeordnet sind, über die ein aus Wasserstoff und Chlorwasserstoff bestehendes Gasgemisch hinweggeleitet wird. q.. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zu behandelnden Gegenstände und Chrom oder Ferrohrom räumlich getrennt in ruhenden oder ewegten Behältern befinden, wobei ein aus Wasserstoff und Chlorwasserstoff be-@stehender Gasstrom zuerst durch die Behälter mit Chrom oder Fernochro_m und dann durch die Behälter mit den zu behandelnden Gegenständen geleitet wird. 5. Vorrichtung nach Anspruch q, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zu behandelnden Gegenstände in einer durchlöcherten ruhenden oder bewegten Trommel befinden, die ihrerseits in einem ruhenden oder bewegten Käfig angebracht ist, der Chrom oder Ferrochrom enthält. 6. Vorrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß sich Chrom oder Ferrochrom in einem .ruhenden oder bewegten Käfig befindet, der seinerseits in einer ruhenden oder bewegten Trommel, welche die zu behandelnden Gegenstände aufnimmt, untergebracht ist.