DE898705C

DE898705C - Process for the production of diffusion coatings

Info

Publication number: DE898705C
Application number: DEK2740D
Authority: DE
Inventors: Walther Dr Creutzfeld; Walter Dr Koch
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1940-07-10
Filing date: 1940-07-10
Publication date: 1953-12-03

Description

Verfahren zur Herstellung von Diffusionsüberzügen Es ist bereits vorgeschlagen, gehört aber noch nicht zum Stande der Technik, Chromdiffusionsüberzüge auf Gegenständen aus Eisen bzw. Stahl in der Weise herzustellen, daß man chro@mosalzhaltige Salzbäder bei Temperaturen von etwa 700 bis 120o° C so lange auf eiserne oder eisenhaltige Gegenstände einwirken läßt, bis diese mit einer chromhaltigen Diffusionsschicht und gegebenenfalls einer darüberliegenden Chromschicht überzogen sind. Es findet bei diesem Verfahren ein Austausch zwischen dem Chrom des Chromosalzes und dem in der Oberfläche des zu verchromenden Gegenstandes befindlichen Eisen statt, dergestalt, daß in dem Maße, in dem an den Berührungsstellen Chrom aufgenommen wird, Eisen in Lösung geht. Es hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren nicht nur zur Herstellung diffusionsverchromter Gegenstände geeignet ist, sondern ,daß auf diese Weise auch Diffusionsüberzüge anderer Metalle erzeugt werden können, sofern man in den Salzbädern das Chromosalz ganz oder teilweise durch mindestens ein Salz, insbesondere ein Halogensalz, mindestens eines anderen Metalls ersetzt, das bei den in Frage kommenden Temperaturen nicht in =nennenswerter Menge flüchtig ist und mit Eisen im Sinne eines Austausches zwischen Eisen und dem jeweiligen Metall des Salzes reagiert. Gegenüber anderen Verfahren, die die Herstellung von Diffusionsüberzügen in neutralen Salzbädern unter Zuisatz feinverteilter Metalle anstreben und bei denen das Eisen sich nicht im Sinne eines Austausches an einer chemischen Reaktion beteiligt, hat das Verfahren gemäß der Erfindung den Vorzug, daß stets gleichmäßig dicke Ü1erzüge entstehen, daß ferner die erforderlichen Glühzeiten kürzer sind und daß das Verfahren in seiner Durchführung einfacher ist.Process for the production of diffusion coatings It has already been proposed but is not yet part of the state of the art, chrome diffusion coatings on objects made of iron or steel in such a way that one chro @ mosalthaltige salt baths at temperatures of around 700 to 120o ° C for so long on iron or ferrous Objects can act until they are covered with a chromium-containing diffusion layer and optionally coated with an overlying chrome layer. It finds in this process an exchange between the chromium of the chromosalt and the in the surface of the object to be chrome-plated instead of iron, in such a way that that to the extent that chromium is absorbed at the points of contact, iron in Solution works. It has been shown that this process is not just for production Diffusion chromed objects is suitable, but that in this way too Diffusion coatings of other metals can be generated provided one is in the salt baths the chromosalt in whole or in part by at least one salt, in particular a halogen salt, at least one other metal replaced at the temperatures in question is not volatile in a significant amount and with iron in the sense of an exchange reacts between iron and the respective metal of the salt. Over other Process that involves the manufacture of diffusion coatings in neutral salt baths Aim for the addition of finely divided metals and for which the iron does not take part in a chemical reaction in the sense of an exchange the method according to the invention has the advantage that always uniformly thick Ü1erzug arise that further the required annealing times are shorter and that the process is easier to carry out.

Neben dem Eisen können auch andere, entweder mit .dem Eisen legierte oder in einem vorherigen Verfahren auf das Eisen aufgebrachte Metalle, wie Mangan oder Chrom, den Austausch bewirken. Ein solcher Austausch kann zugunsten :des Austausches mit Eisen in manchen Fällen dadurch vermindert bzw. unterdrückt werden, daß man dem zu verwendenden Salzbad eine bestimmte Menge eines Salzes des Metalls zufügt, das .den Austausch nicht bewirken soll.In addition to iron, others can also be used, either alloyed with iron or metals such as manganese deposited on the iron in a previous process or chrome, effect the exchange. Such an exchange can benefit: the exchange with iron can be reduced or suppressed in some cases by the fact that add a certain amount of a salt of the metal to the salt bath to be used, that. should not bring about the exchange.

Die Güte, insbesondere die Dichtigkeit des erzeugten Diffusionsüberzuges, ist vor allem abhängig von den Volumen der sich austauschenden Metalle. Die günstigsten Überzüge werden beim Austausch gleicher Metallvolumen erzielt. Es ist daher vorteilhaft, die Wertigkeitsstufe des im Salzbad anzuwendenden Metallsalzes so zu wählen, daß fliese Bedingung erfüllt ist. Wenn man zum Beispiel einen Niobüberzug anbringen will, so ist zu berücksichtigen, daß das ,Molekularvolumen des Niobs mit etwa T0,85 em3 zu dem des Eisens, mit 7,3 cm3 etwa im Verhältnis 3 : 2 steht. Aus diesem Verhältnis ergibt sich unter der Voraussetzung, daß bei dem Austausch des Niobs mit Eisen Eisen-2,-chlorid entsteht, daß man die günstigsten Bedingungen zur Erzeugung eines Niobüberzuges bei Anwendung von Niob-3-chlorid erhält, da dann etwa ein Volumen Eisen ,durch ein Volumen Niob ersetzt wird.The quality, in particular the tightness of the diffusion coating produced, is mainly dependent on the volume of the exchanged metals. The cheapest Coatings are achieved by exchanging the same volume of metal. It is therefore advantageous to choose the valency level of the metal salt to be used in the salt bath so that tile condition is met. For example, if you apply a niobium coating wants, it must be taken into account that the molecular volume of niobium is about T0.85 em3 to that of iron, with 7.3 cm3 in a ratio of about 3: 2. From this relationship results on the assumption that when the niobium is exchanged for iron, iron 2, chloride arises that one has the most favorable conditions for the production of a niobium coating when using niobium-3-chloride, about one volume of iron is retained by one Volume of niobium is replaced.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich bei vielen in der Stahllegierungskunde bekannten Metallen anwenden, vor allem bei den Metallender Vanadin- und Wolframgruppe des Periodischen Systems der Elemente nach von Antropoff. Ferner seien die Metalle der Nickel-Platin-Gruppe sowie die der Kupfer- und Mangangruppe und Wismut genannt.The method according to the invention can be used by many in steel alloy science use known metals, especially those of the vanadium and tungsten groups of the Periodic Table of the Elements according to von Antropoff. Furthermore, let the metals the nickel-platinum group as well as those of the copper and manganese group and bismuth.

In vielen Fällen kann durch gleichzeitiges Einbringen verschiedener Metallsalze in das Salzbad ein Eindiffundieren mehrerer Metalle in die Oberfläche eines Eisen- bzw. Stahlgegenstandes erreicht werden, wobei neben anderen auch Salze von Metallen zur Anwendung kommen können, die allein nicht oder nur langsam in Eisen eindiffun-Bieren. Auf ,diese Weise kann man beispielsweise gleichzeitig Nickel und Chrom eindiffundieren. In anderen Fällen ist es wiederum vorteilhaft, mehrere Salzbäder nacheinander anzuwenden und damit nacheinander verschiedene Metalle in die Oberfläche eindiffundieren zu lassen.In many cases, the simultaneous introduction of different Metal salts in the salt bath mean that several metals diffuse into the surface an iron or steel object can be achieved, among others also salts of metals can be used, which alone cannot or only slowly in iron diffuse beers. In this way you can, for example, at the same time nickel and Diffuse in chromium. In other cases it is again advantageous to have several salt baths to apply one after the other and thus one after the other different metals into the surface to diffuse in.

Zur Vermeidung von Oxydation ist es empfehlenswert, die Salzbäder unter Schutzgas zu halten oder andere Schutzvorrichtungen, wie z. B. Abdecken des Salzbades mit Holzkohle, vorzusehen.To avoid oxidation it is recommended to use the salt baths to keep under protective gas or other protective devices, such as B. Covering the Salt bath with charcoal to be provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of diffusion coatings on objects made of iron or ferrous alloys, characterized that one salt baths, the coating metal or the coating metals, preferably as a halogen salt, and the main component of which is alkaline earth chloride, e.g. B. barium chloride or magnesium chloride, at temperatures of about 70o to 120o ° C for so long the objects can act until at least a diffusion coating is formed on them of a metal (other than chromium) and optionally an overlying coating metal layer has formed. z. Method according to claim i,. Characterized in that .the salt bath at least one salt of at least one metal from the vanadium and tungsten group (except Chromium). 3. The method according to claim i, characterized in that the salt bath at least one salt of at least one metal .the nickel-platinum group or the Contains bismuth. q .: Process according to claims i to 3, characterized in that that such metal salts are used to exchange approximately the same metal volume to lead. 5. The method according to claims i to .4, characterized in that for the purpose successive diffusion of several metals several salt baths one after the other to be used. 6. The method according to claim 5, characterized in that an exchange between the metal introduced first and the metal to be introduced further is reduced or suppressed by adding a certain amount to the salt bath of a salt - of the metal introduced first.