DE758506C

DE758506C - Verfahren zum Schutz einzelner Oberflaechenstellen von Werkstuecken aus Stahl gegen Hartwerden beim Nitrieren

Info

Publication number: DE758506C
Application number: DEJ68061D
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Kraetsch
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1940-10-19
Filing date: 1940-10-19
Publication date: 1954-06-14

Description

Verfahren zum Schutz einzelner Oberflächenstellen von Werkstücken aus Stahl gegen Hartwerden beim Nitrieren Es ist bekannt, Werkstücke aus Stahl durch Behandeln mit Stickstoff abgebenden Mitteln, beispielsweise mit Ammoniakgas zwischen etwa ¢5o und 6oo° C, an der Oberfläche zu härten. Besonderheiten der Bauart dieser Gegenstände ergeben häufig die Notwendig keit, einzelne Teile oder Stellen des Werkstückes an der Oberfläche weich zu lassen, so daB diese Stellen gegen die Härteannahme, also gegen die Einwirkung des Nitriermittels geschützt werden müssen.
Bekannt ist, zu diesem Zweck die weich zu haltenden Stellen vor der Durchführung des Nitriervorganges mit einem Metallüberzug; beispielsweise aus Zinn, zu versehen, oder aber diese Stellen durch Eintauchen in Salzgemische, gegebenenfalls unter Zusatz von Sand, zu schützen.
Diese Verfahren haben den Nachteil, daB bei den Nitriertemperaturen die genannten Schutzmittel flüssig sind und daher auch leicht auf Stellen des Werkstückes, die von der Nitrierung erfaBt und hart werden sollen, herüberkriechen und dort die Einwirkung des Nitriermittels verhindern.
Zur Vermeidung dieser Mängel ist für Zinnüberzüge schon vorgeschlagen worden, den Zinnüberzug vor dem Nitrieren zu oxydieren und hierdurch ein Kriechen (Zerfließen) bei der Nitriertemperatur zu vermeiden.
Ein Verbrauch von Zinn zu dem angegebenen Zweck ist aber unerwünscht, und außerdem zeigt sich bei gewissen Stahllegierungen, insbesondere bei solchen mit höherem Chrom-, Nickel- oder Aluminiumgehalt, daß der Zinnüberzug auf den weich zu haltenden Stellen nur sehr schlecht haftet und daß daher der beabsichtigte Schutz beim Nitrieren nicht oder nur unvollkommen eintritt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Erzielung eines zuverlässigen Schutzes einzelner Stellen der Oberfläche von zu nitrierenden Gegenständen aus Stahl gegen Hartwerden beim Nitrieren, das ohne Aufwand wertvoller Überzugstoffe eine scharfe Abgrenzung der zu schützenden Stellen ermöglicht. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das Werkstück unter Verzicht auf einen anderen Schutzüberzug vor dem Nitrieren an den weich zu haltenden Stellen mit einer Oberflächenoxydschicht versehen wird. Die gebildete Oxydschicht verhindert zuverlässig das Eindringen des Stickstoffes und somit das Hartwerden an den betreffenden Stellen. Diese Wirkung tritt insbesondere bei höher legierten Stählen auf, d. h. bei Stählen, welche Zusätze von Chrom und/ oder Nickel und/oder Aluminium, wie sie zur Erhöhung der Zunderbeständigkeit üblicherweise dem Stahl beigemengt werden, aufweisen.
Von besonderer Bedeutung ist das Verfahren nach der Erfindung für die Herstellung nitrierter Ventilkegel für Vcrbrennungskraftmaschinen, die in ihrem Schaftteil hart sein sollen, bei denen aber der Ventilteller und der Übergang vom Schaft zu diesem weich bleiben müssen.
Ein Ventilkegel für eine Brennkräftmaschine ist in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel im Mittellängsschnitt dargestellt. Der Schaft i des Ventilkegels soll, wie durch Kreuzschraffieren angedeutet, eine harte Oberfläche besitzen, während der Ventilteller 3 und der Übergang 2 vom Schaft i zum Teller 3 an der Oberfläche weich bleiben sollen. Der Schutz des Ventiltellers 3 und des Überganges 2 vor der Einwirkung des nitrierenden Mittels wird erfindungsgemäß durch Anbringen einer Oberflächenoxydschicht auf den Teilen :2 und 3 erzielt.
Die Oxydschutzschicht nach der Erfindung kann auf verschiedene Weise erzeugt werden, beispielsweise kann das gesamte Werkstück vor dem Nitrieren zunächst durch eine Warmbehandlung oxydiert werden und sodann an denjenigen Stellen, die nitriert werden sollen, von der Oxydschicht, z. B. durch Herunterarbeiten oder durch Entfernen derselben mittels Aufblasen von Sand oder Beizen befreit «-erden. Es ist auch möglich, eine nur örtliche Oxydation, sei es auf chemischem oder elektrochemischem Wege oder durch örtliche Erwärmung an den weich zuhaltenden Stellen, zu erzeugen.
Bei höher legierten, insbesondere bei chromhaltigen Stählen kann die Bildung einer dünnen Oberflächenoxydschicht auch zweckmäßig durch Anwendung geeigneter oxydierender Beizen, z. B. Salpetersäure, erzielt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Schutz einzelner Stellen der Oberfläche von zu nitrierenden Werkstücken aus Stahl gegen Hartwerden beim Nitrieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück vor dem Nitrieren an den weich zu haltenden Stellen mit einer Oberflächenoxydschicht versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Werkstück vor dem Nitrieren zunächst durch eine Warmbehandlung oxydiert und dann an denjenigen Stellen, die durch Nitrieren hart werden sollen, von der Oxydschicht befreit wird.
3. Verfahren nach Anspruch i zum Behandeln von Werkstücken, bestehend aus höher legierten Stählen mit Zusätzen von Chrom und/oder Nickel und/oder Aluminium, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydschicht durch Anwendung oxydierender Beizen, insbesondere Salpetersäure, erzeugt wird.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, auf die Herstellung von Ventilkegeln für Brennkraftmaschinen mit durch Nitrieren gehärteter Oberfläche im Schaft, während der Ventilteller und der Übergang vom Schaft zum Ventilteller durch eine vor dem Nitrieren erzeugte Oberflächenoxydschicht weich geblieben sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 308 16o, 656 541; schweizerische Patentschrift Nr. 163 070.