DE743423C

DE743423C - Herstellung korrosionsbestaendiger Chromueberzuege

Info

Publication number: DE743423C
Application number: DEI70403D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Julius Drucker; Dipl-Ing Victor Lwowski; Dr Max Werner
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1941-09-09
Filing date: 1941-09-09
Publication date: 1943-12-24

Description

Herstellung korrosionsbeständiger Chromüberzüge Anstatt hochlegierte Stähle zu verwenden, nimmt man in neuerer Zeit Eisen oder gewöhnliche Stähle, deren Oberflächen z. B. durch Verchromen korrosionsbeständig gemacht sind. Diese Oberflächenverchromung kann beispielsweise durch Behandeln mit Chromchlorür in der Gasphase erfolgen. Auf diese Weise kann man jedoch nur Oberflächen erzeugen, die höchstens 40% Cr enthalten. Diese Art der Verchromung ist außerdem nur durchführbar, wenn das Grundmetall nur sehr geringen Kohlenstoffgehalt aufweist, da der Kohlenstoff bei der hohen Temperatur der Verchromung zur Oberfläche wandert und die Diffusion des Chroms verhindert. Nur durch Legieren mit geeigneten Carbidbildnern läßt sich diese Schwierigkeit annähernd beheben. Die gleichen Schwierigkeiten treten bei einem zweiten Verfahren, der Diffusionsverchromung in Salzbädern auf. Hierbei wird ein Chromträger, z. B. Chrom, Ferrochrom oder Chromerz, in eine Salzschmelze, z.B,Natriumchlorid, zusammen mit dem zu verchromenden Gegenstand eingebracht und eine bestimmte Zeit bei höherer Temperatur in der Schmelze belassen. Bei einem dritten Verfahren, der elektrolytischen Verchromung, erhält man im Gegensatz zu den beiden ersterwähnten Verfahren tlberzüge, die zu zoo °/o aus Chrom bestehen. Diese haben im allgemeinen den Nachteil; daß sie nicht porenfrei und damit nicht korrosionsbeständig sind. Man hätte erwarten können, daß beim Glühen derartig galvanisch verchromter Gegenstände das Chrom in das Eisen hinein diffundieren und so eine dichte, korrosionsfeste Oberfläche erzeugen würde. Dies ist nun jedoch keineswegs immer der Fall. Nach dem bisher bekannten Arbeitsverfahren gelingt dies nur bei äußerst dünnen Chromschichten und auch da noch nicht mit Sicherheit. Sind die Chromschichten dicker, so platzen sie beim Glühen wegen der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten des Eisens und Chroms ab. Arbeitet man mit zu niedrigen oder zu hohen Chrom- -schichten, so bekommt man Chromschichten, die sich beim Glühen abheben oder zumindest starke Rißbildung zeigen. Worauf dieses zurückzuführen ist, möge dahingestellt bleiben. Vielfach wird angenommen, daß dieses im ersten Fall eine Folge der durch den hoher. Wasserstoffgehalt bedingten Gitterdehnung ist. Im zweiten Fall neigt der Biberzug zur Knospenbildung. Dann würden die Risse möglicherweise durch die grobe Struktur und die dadurch erzeugten Unebenheiten mit ungleichmäßiger Spannungsverteilung hervorgerufen «-erden. Auf jeden Fall ist es bisher nicht gelungen, gute Diffusionsverchromutigen beliebiger Dicke durch Glühen galvanisch verchromter Gegenstände zu erzeugen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man sehr gute korrosionsbeständige Chromüberzüge beliebiger Schichtstärke durch Glühen galvanisch verchromter Gegenstände erhält, wenn man die Verchromung in dem engen Stromdichtebereich zwischen 30 und 6o Amp.1dm' durchführt und danach die so erzeugten Chromüberzüge in dem ebenfalls engen Temperaturbereich zwischen 1050 und 1150 einer Glühung unterzieht. Zur Verchromung kann man die üblichen Hartverchromungsbäder verwenden, die neben Chrom- . säure z. B. Schwefelsäure, Flußsäure, Kieselflußsäure enthalten sowie auch organische Stoffe, z. B. Zucker, Weinsäure o. dgl. Nur bei Temperaturen zwischen ioso und 115o'= findet eine einwandfreie Diffusion statt. Niedrigere Temperaturen, z. B. Soo°, führen besonders bei Stählen, die zur Grobkornbildung durch Rekristallisation bei kritischer Verformung und Temperatur neigen, zu ungeheurer Kornvergröberung, da die obersten Schichten der Eisenunterlage durch die elektrolytische Chromabscheidung kalt verformt sind. Die Diffusion ist kaum feststellbar. Temperaturen um goo' bringen ebenfalls eine technisch uninteressante schwache Diffusion. Bei iooo° tritt anfangs (2 bis 4 Stunden) eine beachtliche Diffusion ein, die jedoch nur sehr langsam weitergeht. Bei iioo° indessen verläuft die Diffusion recht schnell. So zeigen z. B. Eisenproben mit o,15 mm Chromauflage folgende Diffusionsschichten:

Nach i Stunde = 0.o;3 min.

4 Stunden = o,og -

12 - - 0,13 -

24 - --- 0.2 -

43 - - 0.33 -

-

84 = o.53 - und nach

96 - 0, 64 -

Temperaturen über 115o° bedingen wiederum eine sehr starke Kornvergröberung des tragenden Eisens, die allerdings bei Stählen, die einen Umwandlungspunkt haben, beseitigt werden kann. Außerdem werden die technischen Schwierigkeiten durch das Verziehen der Stücke außerordentlich groß.
Durch den Glühprozeß wird bei kurzzeitigem Glühen eine wurzelartige Verankerung des Chroms auf der Eisenunterlage und damit eine hohe Haftfestigkeit erreicht. Bei längerem Glühen werden durch die Diffusion die in der Verchromung vorhandenen Poren an der Grenze Chrom/Eisen durch den sich bildenden hochchromhaltigen Mischkristall korrosionsbeständig. Wird auf ioo"/"ige Chromschicht kein Wert gelegt, so kann man das Chrom vollständig in das Eisen eindiffundieren.
Der Kohlenstoffgehalt des Eisens macht sich dadurch bemerkbar, daß mit steigendem Kohlenstoffgehalt die Diffusionsgeschwindigkeit herabgesetzt wird. Es können jedoch Stähle bis zu o.401'" C ohne Zugabe von Carbidbildnern diffusionsverchrointwerden. Die technische Verwertbarkeit des neuen Verfahrens ist daher jeder Diffusionsverchroinung aus der Gasphase oder aus dem Salzbad bei weitem überlegen. Auch niedrig wie hoch legierte Stähle lassen sich ini allgemeinen nach diesem Verfahren diffusionsverchronen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Herstellung von korrosionsbeständigen Chromüberzügen beliebiger Schichtstärke, dadurch gekennzeichnet, daß der zu schützende Gegenstand bei einer Stromdichte zwischen 30 und6oAtnp.(dr.-' galvanisch verchromt und danach einer Glühbehandlung bei einer Temperatur zwischen io5o und i f;o'' unterworfen wird.
2. Verfahren gemäß Ansprach i, dadurch gekennzeichnet. daß die Glühbehandlung bis zur völligen 1=incliftundierung der Clironiauflage festgesetzt wird. Zur Abgrenzung des Anineldungsgegensta»-des voni Stand der Technik ist iin Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Zeitschrift , Korrosion und Metallschutz::, 17. Jahrg., Heft S vorn August 1941, S.232 bis 7237, insbesondere S.286. S.297 bis 290, insbesondere S.299.