DE736448C

DE736448C - Herstellung von diffusionsverchromten Gegenstaenden

Info

Publication number: DE736448C
Application number: DEK157270D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Walter H Creutzfeldt; Dr Phil Walter Koch
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1940-04-07
Filing date: 1940-04-07
Publication date: 1943-06-17

Description

Herstellung von diffusionsverehromten Gegenständen Es ist bekannt, saß man Gegenstände aus Lisen dadurch: mit einer chromreichen Metallschicht versehen kann, daß man Chrommetall z. B. in der Form won Chrompulver oder in der Form von gaIvanischen Chromüberzügen' bzsv. Spritzüberzügen oder in der Form von flüchtigen Chromverbindungen, die man durch Reduktion auf der Eisenoberfläche niederschlägt, auf oder an die Oberfläche des Eisens bringt und das Chrom danach oder gleichzeitig durch eine Glühbehandlung iri die Eisenoberfläche eindiffundieren läßt.
In allen Fällen ist die Fernhaltung des Sauerstoffs auch in Form von Feuchtigkeit eine Hauptbedingung, der zumeist durch Arbeiten im Wasserstoff- oder Stickstoffstrom Rechnung getragen wird. Weiterhin ist ein Verfahren beka.nntgeworden, Chrom auf Eisen mit Hilfe des elektrischen Stromes aus alkalischen Salzschmelzen, denen das Chrom als Oxyd zugefügt ist, niederzuschlagen. Außerdem .ist die Verwendung schmelzflüssiger Einsatzmittel bei der Oberflächenbehandlung von Eisen und Stahl nicht mehr neu.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, bei dem- die Verchromung sowie die Diffusionsglühung in der Weise gleichzeitig durchgeführt wird, däß man flüssige chromosalzhaltige Salzbäder, deren Hauptbestandteil aus Erdalkalichloriden, z. B. Bariumchlorid oder Magnesiumchlorid, besteht, bei Temperaturen von etwa poo bis 120o° C so lange auf eiserne oder eisenhaltige Gegenstände einwirken läßt, bis die Gegenstände mit einer chromh.ltigen Diffusionsschicht überzogen sind. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht z. B. darin, daß man die zu chromierenden Gegenstände in chromosalzhaltige Salzbäder, die eine Temperatur von etwa 700 bis 1200' C aufweisen, eintaucht, und zwar so lange, bis sie mit einer Chromdiffusionsschicht .der gewünschten Stärke überzogen sind. Durch das Eintauchen des Gegenstandes wird.gleichzeitig -der Einfluß des SauerstzFs ausgeedk21-tet. Neben dem Chromosalz 1.-brmtm auch gewisse Mengen Chromisalz im Salzbad. vorhanden sein.
Taucht man beispielsweise einen bLizken Weicheisenkörper in ein Salzbad aus Chrornchlorür bzw. aus einem Gemisch von, Chaonzclilorür und Bariumchlorid, so wird das Chrom gegen Eisen in der Oberfläche des Gegenstandes gemäß der Gleichung Cr C124-Fe > FeC12 ;-C@ ausgetauscht, wobei volumenmäßig etwas weniger Eisen gelöst als Chrom niedergesclüage'.n wird. Es ergibt sich somit eine dichte Chromschicht. Nimmt man diesen Volgang mit Temperaturen zcvischenetwa 700 und 1200'C vor, s o diffundiert das Chrom in das Eiserz hinein, während gleichzeitig aus denr Innern des Eisenstücks weiterhin Eisen an die Oberfläche gelangt und hier gemäß obiger Gleichung weiterhin Clirox a ausgetauscht wird. Man erhält so nach edger Zeit auf dem Gegenstand eine aus einer Chromeisenlegierung bestehende Schicht, die mit der Dauer der Einwirkung an Tiefe zunimmt und mit zunehmender Tiefe im Chro:ngehalt .abnimmt.
Legt man, während sich der bisher erwähnte Vorgang des Metallaustausches abspielt, vor allem gegen Ende des Prozesses eine Gleichspannung an den Eisenkörper, so unterbindet man den weiteren Chrom-Eisen-Austausch, da die Diffusion das Eisen nicht mehr schnell genug an die Oberfläche befördern kann, und erzielt dadurch rainen chromierten Gegenstand, der an der Oberfläche ioo%ig aus Chrom und bis unmittelbar unter der Obexjäche aus einer Eisenchromlegierung besteht.
Gegebenenfalls ist es von Vorteil, den Vorgang in zwei oder mehr Salzbädern vorzunehmen, wobei in dem ersten Salzbad vor allem der Metallaustausch erfolgt, während in den folgenden Salzbädern die Diffusionsglühung beendet und überschüssiges, an den Gegenständen anhaftendes Chromsalz abgelöst wird. Bariumchlorid als indifferentes Verdünnungsmittel für die Salzbäder zu verwenden, ist vorteilhaft.
Wesentlich für den gesamten Vorgang ist die richtige Zusammensetzung und Homogenität des Salzbades, das neben Chrornchlorür höchstens geringe Mengen von Chromchlorid enthalten darf, da Chromchlorid mit dem Eisen nach der Gleichung Cr Cl? -}- 3,12 Fe r 3/2 Fe C12 -j- Cr reagiert, wobei il/2mal -soviel Eisen gelöst wird, als Chrom entsteht. fader überschuß an Chromchlorid zerstört daher die Oberflüche und führt zu unbrauchbaren Chromsühichtüi. Steigt der Chxos n--Wo>~tdgehalt des Salzbades an, so läßt sich: eine Regenerierung des Salzbades durch Zugabe-. von etwas metallischem Chronaz leicht beuerkstelligen, wobei man durch anschließendes Durchblasen von Chlorwasserstoff evtl. überschüssig zugegebenes Chrom ebenfalls in l'hromchlorür uanseezen kann. Hierbei wird nämlich zunächst das entstandene Chromchlorid durch Metall weder zu Chromchlorür reduziert und daraufhin der weiter verbleibende metallische Anteil. des Chroms durch den Chlorwasserstoff ebenfalls in ChromcIforür übergeführt.
Besonders bemerkenswert bei dem neuen Verfahren ist die Tatsache, daß das Chromchlortir in den erfindungsgemäß zu verwendenden Salzbädern praktisch nicht verdampft, und zwar .auch, dann nicht, wenn eine erlieblich höhe 3-e Konzentration angewandt wird als beLpaeisweise bei der Ver Wendung von Chromchlorür in. der Gasphase, wobei man bekanntlich bezüglich der Konzentration vom %ampfdruck abhängig ist. Diese Möglichkeit :der Anwendung einer hohen Chromchlorürkonzentration, verbunden mit der sehr 'innigen Berührung- der zu behandelndn Gegenstände mit dem flüssigen Chromchlorür sind u. a. die Ursache dafür, daß der Austauschvorgang zwischen Eisen und Chrom in solchen Schmelzen sehr intensiv und mit großer Geschwindigkeit vor sich geht.

Claims

PATENTANSp12fHE: i. Verfahren zur Herstellung von dif= fusionsverchromten Gegenständen aus Eisen bzw, Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß man chromosalzhaltige Salzbäderderen Hauptbestandteil aus Erdaikalichloxiden, z. B. Bariumchloridoder Magnesiumchlorid, besteht, bei Temperaturen von etwa 700 bis i2oo° C so lange auf .eiserne oder eishaltige Gegenstände hinwirken ',aßt, bis die Gegenstände rrnt einer ähromhaltigen Diffusionsschicht, gegebenenfalls mit einer darüberliegenden Chromschicht, überzogen sind.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch. gekennzeichnet, daß die Gegenstände bei. Temperaturen zwischen: etwa 700 und i2oo° C in zwei Salzbätiern nacheinander eingebracht werden Und darin so lange verweilen, bis sie mit einer Chromdifu sionsschicht überzogen sind.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein chromosalzhaltges Salzbad auf den zu chromierenden Gegenstand aufgespritzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Austausch nach Anspruch i und 2 zur"ätz@ieh; eine- elektrolytische Abseheidung angewandt wird. §.
Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Salzbad ein Gemisch aus Chror:mchlorür und Bariumchlorid verwandt »wird und daß das Salzbad, falls Chromchlorid .in größeren Mengen vorhanden ist, durch Zusatz von Chrommetall, gegebenenfalls unter Durchblasen von regeneriert bzw. auch hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch i, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Vorgang unter Schutzgas durchgeführt wird.