DE958796C - Bleisalzschmelze zum Verbleien metallischer Gegenstaende - Google Patents

Bleisalzschmelze zum Verbleien metallischer Gegenstaende

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DE958796C
DE958796C DEI5588A DEI0005588A DE958796C DE 958796 C DE958796 C DE 958796C DE I5588 A DEI5588 A DE I5588A DE I0005588 A DEI0005588 A DE I0005588A DE 958796 C DE958796 C DE 958796C
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DE
Germany
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lead
salt
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layers
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Expired
Application number
DEI5588A
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Erich Gebhardt
Dr-Ing Gerhard Schrag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ernst Heinkel Motorenbau GmbH
Original Assignee
Ernst Heinkel Motorenbau GmbH
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description

Das Verbleien metallischer Gegenstände ist bekannt. Es wird auf verschiedene Weise vorgenommen. Besonders gebräuchlich sind die Verfahren der Heiß- und Tauchverbleiung, der elektrolytischen Verbleiung, der Aufdampfung und der Verbleiung mit Hilfe des Flammspritzverfahrens. Obwohl diese Verfahren für zahlreiche Verwendungszwecke gute Dienste leisten, so treten doch viele praktische Fälle auf, bei denen das Verbleien nach den bisher üblichen Verfahren erhebliche Mängel zeigt oder überhaupt nicht anwendbar ist.
Die Nachteile bestehen darin, daß eine ungleichmäßige Beschaffenheit der aufgebrachten Bleischichten infolge der Bildung von Schlieren, Tropfen oder Oxydnestern (hauptsächlich beim Tauchverfahren und beim Flammspritzverfahren) vorhanden ist, und Änderungen der Abmessungen des zu verbleienden Gegenstandes infolge des Auftrages der aufgebrachten Bleischichten eintreten. Diese Erscheinung fällt besonders ins Gewicht, wenn Präzisionsteile oder Werkteile von bestimmten Abmessungen zu verbleien sind.
Es kann zwar der zu verbleiende Gegenstand zunächst mit Untermaß hergestellt werden und durch die Verbleiung das Endmaß erhalten, jedoch ist diese Arbeitsweise mit erheblichen Schwierigkeiten und mit kostspieligen Aufwendungen verbunden. Auch würde diese Arbeitsweise einen völlig
gleichmäßigen Auftrag an sämtlichen Stellen des betreffenden Gegenstandes voraussetzen, was in Wirklichkeit nicht der Fall ist. Die auftretenden Änderungen der Abmessungen sind selbstverständlieh um so größer, je starker und je ungleichmäßiger der Bleiniederschlag ist.
Diese Erscheinung tritt bei sämtlichen, bisher bekannten Verbleiungsverfahren auf. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist die verhältnismäßig geringe Haftfähigkeit der aufgebrachten Bleischichten auf dem zu verbleienden Gegenstand. Diese Erscheinung ist insbesondere bei der elektrolytischen Verbleiung, .beim Flammspritzverfahren und beim Aufdampfverfahren zu beobachten. Hohe apparative Aufwendungen sind zur Durchführung beim Aufdampfverfahren und beim elektrolytischen Verfahren erforderlich.
Um gleichmäßig ausgebildete und haftende Niederschläge zu erhalten, müssen die zu verbleienden Gegenstände meistens einer sehr sorgfältigen und kostspieligen Vorbehandlung durch Entfetten, Beizen, Schleifen, Polieren oder durch Sandstrahlen unterzogen werden, insbesondere bei der elektrolytischen Verbleiung, beim Aufdampfverfahren und beim Flammspritzverfahren, so daß ein erheblicher Arbeitsaufwand zur Vorbereitung der zu verbleienden Gegenstände notwendig ist.
Zur Beseitigung der aufgeführten Nachteile, die den bisher üblichen Verbleiungsverfahren anhaften, ist bekanntgeworden, die Verbleiung in einer wasserfreien Blei salzschmelze (z. B. PbCl2) durchzuführen. Die zu verbleienden Gegenstände, z. B. Kupfer und Kupferlegierungen, Eisen und Eisenlegierungen, Zink und Zinklegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungerji oder Magnesium und Magnesiumlegierungen, werden dabei in eine erhitzte Salzschmelze eingetaucht und reagieren nach folgendem Schema:
Cu + Pb Cl2 = Cu Cl2 + Pb Fe-HPbCl2 = FeCl2-I-Pb
Es handelt sich also hierbei um eine Platzwechselreaktion, bei der stets so viele Bleiatome auf dem getauchten Gegenstand abgeschieden werden, als umgekehrt Kupfer- bzw. Eisenatome von dem betreffenden Gegenstand in das Salzbad übergeführt werden. Bei diesem Platzwechselvorgang wird eine Verbleiung durchgeführt, bei der eine gute Maßbeständiigkeit der getauchten Gegenstände erreicht wird. Dieser Vorgang bietet also für die Technik außerordentliche Vorteile!, da.· im Gegensatz zu den üblichen Verbleiungsverfahren. die Abmessungen der getauchten Gegenstände genau erhalten bleiben, wodurch jegliche Nacharbeit wegfällt.
Die Reaktion findet im geschmolzenen Salzbad, also bei höherer Temperatur, statt. Infolgedessen diffundiert das abgeschiedene Blei in die getauchten Gegenstände ein und verbindet somit die oberflächliehe Bleischicht mit dem Werkstoff des zu verbleienden; Gegenstandes. Obwohl, die Mischkristallbildung zwischen Blei und Kupfer, Eisen, Aluminium oder Magnesium nur sehr gering ist, wird durch Anwendung des bekannten Verfahrens eine gute Haftfähigkeit der niedergeschlagenen Bleischichten mit dem zu verbleienden Gegenstand erzielt.
Es ist weiter vorgeschlagen worden, zum Verzinnen der Oberflächen von metallischen Werkstücken in zinnchlorürhaltigen Salzschmelzen wasser-, oxyd- und oxychloridfreies Zinnchlorür zu verwenden, welches durch Eindampfen und Einschmelzen aus einer salzsauren, wäßrigen Lösung gebildet wurde, in der zusätzlich so viel Zinnchlorid gelöst war, wie zur Bildung eines Komplexsalzes notwendig ist. Die Oberfläche der Werkstücke erhält dadurch nur eine gewisse Härte und gewisse Gleiteigenschaften.
Nach der Erfindung wird nun vorgeschlagen, den reinen Bleisalzschmelzen oder den bekannten Salzgemischen solche Salze zuzusetzen, deren Metallatome in der betreffenden Schmelze edler sind als der zu überziehende Werkstoff (z. B. SnCl2). Nach der Erfindung ist es möglich, den in das Bad getauchten Gegenstand mit einer Schicht verschiedenartiger, binärer, ternärer oder höherer Legierungen zu überziehen. Eine solche Arbeitsweise bietet die Möglichkeit zur Schaffung von ausgedehnten Mischkristallzonen zwischen dem zu überziehenden Werkstoff und der niedergeschlagenen Bleilegierungsschicht, vorausgesetzt, daß in einem oder in mehreren der noch zugesetzten Salze Metallatome enthalten sind, welche mit dem Grundwerkstoff eine breitere Mischkristallreihe bilden. Durch die Verbreiterung der Mischkristallzone wird die Legierungsbildung zwischen dem zu überziehenden Werkstoff und der niedergeschlagenen Schicht wesentlich erhöht, was sich in einer sehr starken Verbesserung der Haftfähigkeit der niedergeschlagenen Schichten äußert. So ist beispielsweise bekannt, daß Zinn mit Eisen oder Kupfer leicht Mischkristalle zu bilden vermag. Setzt man also einer Bleisalzschmelze oder einem der oben beschriebenen Salzgemische noch ein Zinnsalz hinzu, so bildet sich auf dem getauchten Gegenstand, der aus Eisen, Kupfer oder. Zink bestehen mag, eine Legierungsschicht aus einer Blei-Zinn-Legierung. Diese ist über eine gut ausgebildete Mischkristallzone mit dem betreffenden Grundwerkstoff fast verbunden und gewährleistet so eine besonders gute Haftfestigkeit zwischen Grundwerkstoff und niedergeschlagener Legierungsschicht.
Durch die Erfindung wird eine größere Härte der Deckschichten durch, die gemeinsame Abscheidung von Blei und Zinn erzielt, als sie bei der Verbindung von reinem Zinn oder von reinem Blei möglich ist. Die größere Härte wirkt sich günstig auf die Verschleißfestigkeit und auf den Abrieb der Schichten aus. Blei-Zinn-Deckschichten zeigen auch bei der Verwendung für Gleitlager günstigere iao Gleiteigenschaften als reines Zinn oder reines Blei. Schließlich hat sich bei den durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten Oberflächen gezeigt, daß die Lötfähigkeit günstiger ist als bei reinem Zinn oder bei reinem Blei. Derartige Blei-Zinn-Schichten sind auch nach sehr langer Lagerzeit
noch sehr gut lötbar, während Schichten aus reinen Komponenten bekanntermaßen durch die Lagerung an Lötfähigkeit einbüßen. Blei-Zinn-Schichten sind weiter dichter als reine Zinnschichten, wie durch Versuche festgestellt worden ist.
Das nachfolgende Beispiel erläutert diese Verhältnisse:
Grundwerkstoff Messing .... Ms 58
Badzusammensetzung 25 °/o PbQ2 + 25 °/o
SnCl2+ 25 »/»Zn Cl2
+ ioo/oKCl+ise/o
NaCl
Arbeitstemperatur 280 bis 5000 C
Tauchdauer 1 bis 60 Minuten
Niedergeschlagene Legierung 40% Sn+ 60% Pb Schichtdicke 2 bis 40 μ (je nach
Tauchdauer).
Die niedergeschlagenen Schichten sind dabei ebensogut und gleichmäßig ausgebildet wie im Falle der Abscheidung von reinem Blei.
Die erfindungsgemäß erzielten Bleischichten stellen -einen guten Korrosionsschutz dar, hauptsächlich, wenn der betreffende Gegenstand gegen den Angriff zahlreicher saurer Medien, gegen Wasserdampf, gegen Seewasser, gegen normale Atmosphärilien und gegen Spannungskorrosion geschützt werden soll. Daneben sind derartig aufgebrachte Schichten vorzüglich geeignet, um als dünne Laufschichten die Eigenschaften gleitender Elemente, z. B. von Gleitlagern, Kolben, Kolbenringen usw., zu verbessern und den Verschleiß derselben zu vermindern.
Fernerhin können diese Schichten mit Vorteil als Unterlage für weitere Bedeckungsschichten metallischer oder nichtmetallischer Art sowie als vorbereitender ■ Arbeitsgang für Lötverbindungen dienen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH:
    Wasserfreie Bleisalzschmelze: zum Herstellen einer Oberflächenschicht aus einer Bleilegierung auf Gegenständen aus Eisen., Eisenlegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Zink, Zinklegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen durch Tauchen der Gegenstände in die erhitzte Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze neben Bleisalz Salze oder Salzgemische enthält, deren Metallatome edler als der zu überziehende Gegenstand sind.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Schweizerische Patentschrift Nr. 279 301.
    Θ 609 616/27» 8.56 (609 802 2.57)
DEI5588A 1952-03-04 1952-03-04 Bleisalzschmelze zum Verbleien metallischer Gegenstaende Expired DE958796C (de)

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DEI5588A DE958796C (de) 1952-03-04 1952-03-04 Bleisalzschmelze zum Verbleien metallischer Gegenstaende

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DE958796C true DE958796C (de) 1957-02-21

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DE (1) DE958796C (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH279301A (de) * 1949-04-04 1951-11-30 Meinecke Metallurg Gmbh Verfahren zum Verzinnen von Gegenständen.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH279301A (de) * 1949-04-04 1951-11-30 Meinecke Metallurg Gmbh Verfahren zum Verzinnen von Gegenständen.

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