DE974190C - Device for the production of metallic diffusion coatings - Google Patents
Device for the production of metallic diffusion coatingsInfo
- Publication number
- DE974190C DE974190C DEO937A DEO0000937A DE974190C DE 974190 C DE974190 C DE 974190C DE O937 A DEO937 A DE O937A DE O0000937 A DEO0000937 A DE O0000937A DE 974190 C DE974190 C DE 974190C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chromium
- metallization
- iron
- metal
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/06—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
- C23C10/08—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases only one element being diffused
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von metallischen Diffusionsüberzügen auf Gegenständen aus Eisen oder Eisenlegierungen durch Behandeln der erhitzten Gegenstände mit gasförmigen Metallhalogeniden.The invention relates to an apparatus for producing metallic diffusion coatings on objects made of iron or iron alloys by treating the heated objects with gaseous metal halides.
Bei der Herstellung von chromhaltigen Oberflächenlegierungen ist es bekannt, auf die Oberfläche des Grundmetalls Chromhalogenide wirken zu lassen. Hierbei wird entweder im Kontaktverfahren vorgegangen, oder es werden Halogeniddämpfe zur Wirkung auf die Oberfläche des zu chromierenden Grundmetalls gebracht.In the production of chromium-containing surface alloys, it is known to act on the surface of the base metal chromium halides to act. This is done either in the contact process proceeded, or there are halide vapors to act on the surface of the too chroming base metal.
Beim Kontaktverfahren wird das zu behandelnde Werkstück in eine pulverförmige, das Zusatzmetall enthaltende Zementierungsmasse eingebettet, und es wird im Behandlungsofen gleichzeitig ein teilweises Schmelzen und ein teilweises Verdampfen des HaIogenids des Zusatzmetalls hervorgerufen, wobei das Zusatzmetall oder seine Verbindungen auf große Teile der Oberfläche des Werkstücks gleichzeitig in fester, flüssiger und gasförmiger Form einwirken. Bei der Arbeitsweise in Dampfphase wird dagegen das Werkstück praktisch nur den Halogeniddämpfen des Zusatzmetalls unter Ausschluß der flüssigen oder festen Phase ausgesetzt. Dabei benutzt die Erfindung bekannte Vorrichtungen, welche die gasförmigen Metallhalogenide, die mit reduzierend wirkenden Gasen verdünnt sind, in einem besonderen, mit dem Metallisierungsraum gasdicht verbundenen, beheizten Reaktionsraum durch Re-In the contact process, the workpiece to be treated is converted into a powder, the additional metal containing cementation compound embedded, and it is in the treatment furnace at the same time a partial Melting and partial evaporation of the halide of the additional metal caused, the Filler metal or its compounds on large parts of the surface of the workpiece simultaneously in act in solid, liquid and gaseous form. On the other hand, when working in the vapor phase the workpiece practically only the halide vapors of the additional metal to the exclusion of the exposed to liquid or solid phase. The invention uses known devices which the gaseous metal halides, which are diluted with reducing gases, in one special, gas-tight connected to the metallization chamber, heated reaction chamber by re-
009 615/11009 615/11
aktionen einer Halogenidverbindung mit dem in fester Form vorliegenden Überzugsmetall bilden.form actions of a halide compound with the coating metal present in solid form.
Das bisher zum Herstellen von metallischen Difrusionsüberzügen am meisten benutzte Chromhalogenid ist Chromchlorid, das sowohl im Kontakt- als auch im Dampfverfahren angewendet worden ist. Auch die Verwendung von Bromiden und Jodiden in Gasform ist bereits vorgeschlagen worden. Vorzugsweise wurde bei Verwendung ίο dieser Materialien jedoch das Kontaktverfahren benutzt. Speziell für Chromfiuoride ist die Anwendung des Dampfverfahrens noch niemals ausdrücklich vorgeschlagen worden.The chromium halide most widely used to date for the production of metallic diffusion coatings is chromium chloride, which has been used both in the contact and in the steam process. Also the use of bromides and iodides in gaseous form have been proposed. Preferably was when using ίο these materials, however, use the contact method. Especially for chromium fluorides, the use of the steam process is never explicit has been proposed.
Beim Kontaktverfahren erzielt man mit Fluoriden keine Ergebnisse, die sich von denen unterscheiden, welche mit den Chloriden oder sonstigen Halogeniden des Chroms erhalten werden.In the contact process, fluorides do not produce results that differ from those which are obtained with the chlorides or other halides of chromium.
Jedoch werden ganz überraschende und den bisher erzielten weit überlegene Ergebnisse erzielt, wenn entsprechend der Erfindung außer dem vorstehend genannten Reaktionsraum, in welchem bei dem Erfindungsgegenstand dampfförmiges Chromfluorid erzeugt wird, der letztere in Gegenwart von Wasserstoff enthaltende Metallisierungsraum zwecks Regenerierung des Metallisierungsgases durch Reaktion der beim Metallisieren frei werdenden Flußsäure mit Überzugsmetall einen Vorrat derselben aufweist, der über dem Metallisierungsraum in einem mit diesem verbundenen Behälter angeordnet ist oder innerhalb dieser Metallisierungskammer die zu behandelnden Werkstücke umgibt. Im letztgenannten Fall muß der Überzugsmittelvorrat in stückiger Form vorliegen, derart, daß die Einwirkung des Chromfluorids in Dampf- oder Gasform auf die Oberfläche der zu behandelnden Werkstücke nicht beeinträchtigt wird.However, quite surprising results that are far superior to those achieved so far are achieved, if according to the invention except for the aforementioned reaction space in which at the subject invention vaporized chromium fluoride is generated, the latter in the presence of Metallization space containing hydrogen for the purpose of regeneration of the metallization gas by reaction the hydrofluoric acid released during metallization with coating metal has a supply of the same having, which is arranged above the metallization space in a container connected to the latter or surrounds the workpieces to be treated within this metallization chamber. In the latter In this case, the supply of coating agent must be present in lump form in such a way that the action of the chromium fluoride in vapor or gas form on the surface of the workpieces to be treated is not affected.
Die auf diese Weise hergestellten Oberflächenlegierungen zeichnen sich durch große Gleichmäßigkeit, mechanische Widerstandsfähigkeit und einen ganz charakteristischen Glanz aus, der ohne jede Politur oder sonstige Nachbearbeitung erhalten wird. Die bei den bekannten Verfahren stets auftretenden Flecken oder sonstigen Beeinträchtigungen der Oberflächenbeschaffenheit kommen bei dem Verfahren gemäß der Erfindung völlig in Fortfall. The surface alloys produced in this way are characterized by great evenness, mechanical resistance and a very characteristic gloss that is obtained without any polishing or other post-processing will. The stains or other impairments that always occur with the known methods the surface properties are completely eliminated in the method according to the invention.
Die Erklärung für dies überraschende Ergebnis, das, wie gesagt, nur dann erzielt wird, wenn das Chromfluorid in Dampf- oder Gasform auf eines der obengenannten Grundmetalle einwirkt, liegt darin, daß die Verwendung von Fluoriden in Dampfform zu Beginn des Behandlungsverfahrens, d. h. während des Ansteigens der Temperatur im Behandlungsofen, auf dem Grundmetall ein Fluorid dieses Grundmetalls bildet, das eine Schutzschicht bildet, welche bis zum Erreichen der Temperatur, bei der der eigentliche Chromierungsvorgang einsetzt, erhalten bleibt, so daß die gerade im Anfangsstadium der bisher bekannten Verfahren, d. h. vor Einsetzen der eigentlichen Chromierung, auftretenden Oberflächenschäden des Werkstücks verhindert werden. ·— Wie wissenschaftliche Untersuchungen ergeben haben, liegen die Siedepunkte der die Schutzschicht bildenden Eisenfluoride oberhalb von iooo0 C, so daß erst bei den Tempe- raturen, bei denen die Chromierung durch Oberflächendiffusion stattfindet, diese Schutzschicht verdampft, vorher aber ihre schützende Wirkung ausüben können.The explanation for this surprising result, which, as said, is only achieved when the chromium fluoride acts in vapor or gaseous form on one of the above-mentioned base metals, is that the use of fluorides in vapor form at the beginning of the treatment process, ie during the As the temperature rises in the treatment furnace, a fluoride of this base metal forms on the base metal, which forms a protective layer which is retained until the temperature at which the actual chromizing process begins is reached, so that the process known just in the early stages, ie before Onset of the actual chrome plating, surface damage to the workpiece can be prevented. · - How have shown scientific investigations, the boiling points of the protective layer forming iron fluorides are above iooo 0 C, so that temperatures only when using temperature, in which the chromizing takes place by surface diffusion, evaporated, this protective layer, but can exert their protective effects previously .
Diese Schutzschicht bildet sich jedoch nicht, wenn 7°' nicht Fluoride, sondern andere Halogenide in Dampfform verwendet werden. Selbst die Chloridschichten des Grundmetalls schmelzen oder sind flüchtig bei Temperaturen, die unterhalb der Chromierungstemperatur liegen. Es sei hier insbesondere auf den sehr niedrigen Siedepunkt von 3500 C des Eisenchlorids (FeCl3) hingewiesen.However, this protective layer does not form if 7 ° 'not fluorides but other halides in vapor form are used. Even the chloride layers of the base metal melt or are volatile at temperatures below the chromating temperature. It should be noted in particular the very low boiling point of 350 0 C of iron chloride (FeCl 3).
Daß bei der Erfindung Fluoride in Dampfform und in Gegenwart von Wasserstoff verwendet werden, hat zur weiteren Folge, daß das Eisen, statt in Form von Eisenfluorid abzugeben, durch den Wasserstoff sofort wieder zu Eisen reduziert wird und auf den zu chromierenden Werkstücken verbleibt. Die weitere Folge davon ist, daß die den Chromzusatz bewirkende Reaktion nicht durch Erreichen eines Reaktionsgleichgewichts zum Stillstand gebracht wird und daß ferner kein Eisenfluorid das Regenerationschrom verunreinigen und unwirksam machen kann. Hieraus ergibt sich, daß mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung Diffusionschromlegierungen auf den Werkstücken erzeugt werden, die nicht nur eine wesentlich größere Schichtdicke haben, sondern auch wesentlich reicher an Chrom sind als alle bisher erzeugten chromhaltigen Oberflächenlegierungen.That the invention uses fluoride in vapor form and in the presence of hydrogen has the further consequence that the iron, instead of being given off in the form of iron fluoride, through the Hydrogen is immediately reduced to iron again and remains on the workpieces to be chromed. The further consequence of this is that the reaction causing the addition of chromium is not achieved by reaching a reaction equilibrium is brought to a standstill and that furthermore no iron fluoride contaminate the regeneration chromium and render it ineffective. It follows from this that with the aid of the method according to the invention, diffusion chromium alloys on the workpieces are generated, which not only have a much greater layer thickness, but also significantly are richer in chromium than all surface alloys containing chromium produced up to now.
Dadurch, daß erfindungsgemäß das Regenerationschrom nicht durch vom Werkstück herstammendes Eisen verunreinigt werden kann, erzielt man den weiteren Vorteil, daß das Regenerationschrom restlos für den Chromierungsvorgang auf- gebracht werden kann. Im Gegensatz zu allen bekannten Verfahren ist es also bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht nötig, nach kurzer Zeit das noch im Ofen befindliche Regenerationschrom durch frisches Chrom zu ersetzen.Because, according to the invention, the regeneration chromium does not come from the workpiece Iron can be contaminated, one achieves the further advantage that the regeneration chromium is completely available for the chromating process. can be brought. In contrast to all known methods, this is the case with the method according to the invention not necessary, after a short time the regeneration chromium still in the oven replace with fresh chrome.
Wenn an Stelle von Chromfluoriden andere Chromhalogenide, insbesondere Chromchloride, benutzt würden, so könnten die vorstehend aufgeführten Vorteile nicht erzielt werden, da bei Verwendung von anderen Halogeniden die Vorgänge ganz andere sein würden. Die Verwendung von Chromchlorid z. B. würde dazu führen, daß sich an der Oberfläche eines aus Eisen bestehenden Werkstückes flüchtiges Eisenchlorid bildet, dessen Verdampfung nicht nur das Eisen aus der Oberfläche des zu behandelnden Werkstückes entfernen und damit die den Chromzusatz bewirkende Oberflächenreaktion durch Erreichen eines Gleichgewichtszustandes begrenzen würde, sondern auch zur Folge hätte, daß auf dem Regenerationschrom Chrom-Eisen-Verbindungen entstünden, die das Regenerationschrom unbrauchbar machen würden.If other chromium halides, especially chromium chlorides, are used instead of chromium fluorides would, the advantages listed above could not be achieved because when using from other halides the processes would be entirely different. The usage of Chromium chloride e.g. B. would lead to the surface of a workpiece made of iron volatile ferric chloride forms, the evaporation of which not only removes the iron from the surface of the workpiece to be treated and thus the surface reaction causing the addition of chromium would limit by reaching a state of equilibrium, but also result that chromium-iron compounds would arise on the regeneration chromium, which form the regeneration chromium would render useless.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß zugleich mit hromfluoriden auch noch Aluminium-, Zirkoniumoder Siliciumfluoride in Dampfform auf die Oberfläche des zu behandelnden Werkstückes zur Ein-It should be pointed out that at the same time with chromium fluorides also aluminum, zirconium or Silicon fluoride in vapor form on the surface of the workpiece to be treated for
wirkung gebracht werden können, so daß in der zu behandelnden Oberfläche außer Chromlegierungen auch noch Zirkonium- oder Siliciumlegierungen entstehen. Hierbei werden die gleichen Vorteile erzielt wie bei der Verwendung von reinen Chromfluoriden. Ferner ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung in gleicher Weise wie zur Herstellung von metallischen Diffusionsüberzügen auf Gegenständen aus Eisen oder Eisenlegierungen auch zur HerstellungEffect can be brought about, so that in the surface to be treated except for chromium alloys Zirconium or silicon alloys are also produced. The same advantages are achieved here as with the use of pure chromium fluorides. Furthermore, the device is according to the invention in the same way as for the production of metallic diffusion coatings on objects Iron or iron alloys also for manufacture
ίο solcher Überzüge auf Gegenständen aus Nickel, Kobalt oder deren Legierungen geeignet.ίο such coatings on objects made of nickel, Cobalt or their alloys are suitable.
Fig. ι ist ein schematischer mittlerer Längsschnitt mit Einzelteilen in Ansicht durch eine Vorrichtung nach der Erfindung, nämlich durch einen Behandlungsofen, der über dem Metallisierungsraum einen Behälter mit Vorrat an Überzugsmetall enthält;Fig. Ι is a schematic central longitudinal section with items in view through a device according to the invention, namely by a Treatment furnace, which has a container with supply of coating metal above the metallization area contains;
Fig. 2 ist ein mittlerer Längsschnitt durch einen entsprechenden Behandlungsofen, in dem der VorratFig. 2 is a central longitudinal section through a corresponding treatment furnace in which the supply
ao an Überzugsmetall innerhalb der Metallisierungskammer die zu behandelnden Werkstücke umgibt. Die öfen 2 sind in drei Zonen unterteilt, welche durch Gitter 3, 4 voneinander getrennt sind. Die erste Zone enthält das Reaktionsgemisch A, aus dem die zur Oberflächenlegierung dienenden Chromfluoriddämpfe bzw. Dampfgemische, welche letzteren außer Chromfluoriden auch noch Aluminium-, Zirkonium- oder Siliciumfluoride enthalten, erzeugt werden. Beispielshalber sei angenommen, daß das Reaktionsgemische aus metallischen Chromstücken und einer wäßrigen Lösung von Ammoniumfluorid besteht.ao of coating metal within the metallization chamber surrounds the workpieces to be treated. The ovens 2 are divided into three zones, which are separated from one another by grids 3, 4. The first zone contains the reaction mixture A, from which the chromium fluoride vapors or vapor mixtures which are used for surface alloying and which, in addition to chromium fluorides, also contain aluminum, zirconium or silicon fluorides, are generated. As an example, it is assumed that the reaction mixture consists of metallic pieces of chromium and an aqueous solution of ammonium fluoride.
In der zweiten Zone, die sich zwischen den Gittern 3 und 4 erstreckt, befinden sich nach Fig. 1 die zu behandelnden Werkstücke 1.In the second zone, which extends between the grids 3 and 4, are located according to FIG. 1 the workpieces to be treated 1.
Nach Fig. 1 befindet sich das Regenerationschrom in der dritten Zone B, welche nach diesem Ausführungsbeispiel ein besonderer Vorratsbehälter ist. Nach Fig. 2 umgibt der Vorrat B an Überzugsmetall innerhalb des Ofens 2 die zu behandelnden Werkstücke 1.According to FIG. 1, the regeneration chromium is located in the third zone B, which according to this exemplary embodiment is a special storage container. According to FIG. 2, the supply B of coating metal within the furnace 2 surrounds the workpieces 1 to be treated.
Die Sphäre in den öfen 2 ist vorzugsweise reduzierend, z. B. durch Wasserstoff, der durch eine Leitung 5 von außen zugeführt wird.The sphere in the ovens 2 is preferably reducing, z. B. by hydrogen, which is supplied through a line 5 from the outside.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß der Verfahrensablauf leicht gesteuert werden kann. Zu diesem Zweck wird die Ofentemperatur, die unterhalb des Siedepunktes des Chromfluorids gehalten wird, verändert; dadurch läßt sich, z. B. durch Bestimmung der Dampfspannung, die Konzentration des auf die Werkstücke einwirkenden Chromfluorids bestimmen. Die physikalischen Konstanten des Chromfluorids sowie seine thermodynamischen Konstanten machen gerade Chromfluorid als Behandlungsgas geeignet.Another advantage of the method according to the invention is that the process sequence can be easily controlled. For this purpose, the furnace temperature, which is below the boiling point of chromium fluoride is kept changed; thereby, z. B. by determining the Vapor tension, determine the concentration of the chromium fluoride acting on the workpieces. Make the physical constants of chromium fluoride as well as its thermodynamic constants chromium fluoride is particularly suitable as a treatment gas.
Die Verwendung von Chromfluorid hat auch nochThe use of chromium fluoride also added
den Vorteil, daß Chromfluorid nicht hygroskopisch ist; benutzt man dagegen andere Chromhalogenide, insbesondere Chromchloride, so macht deren Hygroskopie die Neuverwendung der Zementierungsmasse häufig unmöglich. Benutzt man jedoch Chromfluorid, so kann das alte Reaktionsgemisch auch in einem sich anschließenden Chromierungsprozeß für neu in den Ofen eingebrachte Werkstücke wieder verwendet werden.the advantage that chromium fluoride is not hygroscopic; if, on the other hand, other chromium halides are used, chromium chlorides in particular, their hygroscopicity makes the cementing compound re-used often impossible. However, if chromium fluoride is used, the old reaction mixture can also be converted into a subsequent chroming process for workpieces newly introduced into the furnace can be used again.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann so abgeändert werden, daß das Regenerationschrom nicht in einem besonderen Raum oberhalb der zu behandelnden Werkstücke angebracht zu sein braucht, sondern es kann auch, sofern es genügend großstückige Form hat, um die Einwirkung der Chromfluoride in Dampf- oder Gasform auf die Werkstücke nicht zu behindern, letztere umgeben.The method according to the invention can be modified so that the regeneration chromium does not must be installed in a special room above the workpieces to be treated, but it can also, provided it is sufficiently large in shape, to prevent the action of the chromium fluoride in vapor or gaseous form on the workpieces not to hinder the latter.
Was die Erzeugung der Fluoride aus dem in der Zone^4 befindlichen Reaktionsgemisch anbelangt, so kann in diesem das erwähnte Ammoniumfluorid ganz oder teilweise durch Flußsäure ersetzt werden.As far as the generation of fluorides from the reaction mixture located in zone 4 is concerned, so In this, the ammonium fluoride mentioned can be wholly or partially replaced by hydrofluoric acid.
Um ein Zusammensintern des in der Zone A befindlichen Reaktionsgemisches zu verhindern, kann man diesen Gemischen auch noch außer den Zusatzmetallen oder den Zusatzmetallverbindungen Stoffe wie Kaolin, Magnesia oder Hämatit zusetzen.In order to prevent the reaction mixture in zone A from sintering together, in addition to the additional metals or the additional metal compounds, substances such as kaolin, magnesia or hematite can also be added to these mixtures.
Im vorstehenden ist angegeben, daß sich das Chrom in den Zonen A und B als metallisches Chrom befindet. Selbstverständlich können an Stelle des metallischen Chroms auch Chromverbindungen, insbesondere Ferrochrom treten.In the foregoing it is indicated that the chromium is in zones A and B as metallic chromium. Of course, chromium compounds, in particular ferrochrome, can also be used instead of metallic chromium.
Falls im Reaktionsgemisch (Zone A) außer Chrom oder einer Chromverbindung auch noch Aluminium, Zirkonium oder Silicium vorhanden ist, können die letztgenannten Metalle auch in Form gewisser Verbindungen, insbesondere in Form der Oxyde, in dem Reaktionsgemisch enthalten sein.If, in addition to chromium or a chromium compound, aluminum, zirconium or silicon is also present in the reaction mixture (zone A) , the latter metals can also be contained in the reaction mixture in the form of certain compounds, in particular in the form of oxides.
Gleichgültig, welches die jeweils angewandte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist, man erhält stets Chromdiffusionsschichten, die sich durch große Gleichmäßigkeit und natürlichen Glanz auszeichnen und die sich in bisher unbekannter Dicke auf Werkstücken aus Eisen, Nickel oder Kobalt erzeugen lassen. Ferner sind die erfindungsgemäß erzeugten Oberflächenlegierungen biegsam und dehnfähig, haben gute mechanische Verschleißeigenschaften und besitzen hohe Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion durch Salpetersäure und Lösungen von Natriumchlorid; bei vollkommener Homogenität zeigen sie ferner auch bei Temperaturen von 900 bis 10000 C große Widerstandsfähigkeit gegen trockene Oxydation.Regardless of which embodiment of the method according to the invention is used, chromium diffusion layers are always obtained which are characterized by great uniformity and natural gloss and which can be produced in previously unknown thickness on workpieces made of iron, nickel or cobalt. Furthermore, the surface alloys produced according to the invention are flexible and ductile, have good mechanical wear properties and are highly resistant to corrosion by nitric acid and solutions of sodium chloride; if they are completely homogeneous, they also show great resistance to dry oxidation even at temperatures of 900 to 1000 ° C.
Mittels des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es z. B. möglich, auf Weichstahl mit 0,1% Kohlenstoff bei einer Behandlungszeit von 4 Stunden und einer Behandlungstemperatur von 11000C Diffusionsschichten von 0,2 mm zu erzielen, während bei iooo0 C und gleicher Behandlungszeit die Dicke der Diffusionsschicht 0,1 mm beträgt. Die Härte derartiger Schichten liegt in der Größenordnung der Härte von Eisenchromlegierung, etwa 200 Vickers.By means of the method according to the invention it is e.g. B. possible to achieve diffusion layers of 0.2 mm on mild steel with 0.1% carbon at a treatment time of 4 hours and a treatment temperature of 1100 0 C, while at 100 0 C and the same treatment time the thickness of the diffusion layer 0.1 mm amounts to. The hardness of such layers is in the order of magnitude of the hardness of iron-chromium alloy, about 200 Vickers.
Bei einem Stahl mit 0,5% Kohlenstoff ist die Schichtdicke geringer (bei einer Behandlungsdauer von 4 Stunden und einer Behandlungstemperatur von iooo0 C beträgt sie nur etwa 0,03 mm); aber die Härte ist größer (etwa 800 Vickers). Auch auf Stählen oder Gußeisen können Schichten großer Dicke erreicht werden, wenn die Werkstücke vorher oberflächlich entkohlt werden, beispielsweise durchIn a steel with 0.5% carbon, the layer thickness is smaller (with a treatment time of 4 hours and a treating temperature of 0 C iooo it is only about 0.03 mm); but the hardness is greater (about 800 Vickers). Even on steel or cast iron, layers of great thickness can be achieved if the workpieces are previously decarburized on the surface, for example by
Erhitzen in feuchtem Wasserstoff. Es ist ferner vorteilhaft, nach der Chromierung die Behandlung der Werkstücke in einer Ammoniakatmosphäre vorzunehmen bei Temperaturen von 6oo bis iooo0 C. Der Erfolg sind Diffusionsschichten extrem hoher Härte (etwa 1500 Vickers) bei gleichbleibend guten mechanischen Abnutzungseigenschaften und hoher Widerstandskraft gegen Korrosion und trockene Oxydation.Heating in moist hydrogen. It is also advantageous to carry out after the chromizing treatment of the workpieces in an ammonia atmosphere at temperatures of 6oo to iooo 0 C. The success are diffusion layers extremely high hardness (approximately 1500 Vickers) while maintaining good mechanical wear properties and high resistance to corrosion and dry oxidation .
Auch Hartmetallpulver können erfindungsgemäß mit einer oberflächlichen Chromdiffusionsschicht versehen werden, wobei auf den einzelnen Pulverteilchen ein Chromüberzug bisher unbekannter Homogenität erzielt wird. Bei der erfindungsgemäßen Behandlung von Molybdänpulver, dessen Teilchen einen Durchmesser von etwa 2 Mikron haben, wird ein Chromanteil von 15% erzielt, wenn das Pulver 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 10500 C. der Wirkung des gasförmigen Chromfluorids ausgesetzt wird. Wird bei gleicher Temperatur die Behandlungszeit auf 5 Stunden ausgedehnt, so steigt der Chromanteil auf 20%.According to the invention, hard metal powder can also be provided with a superficial chromium diffusion layer, a chromium coating of previously unknown homogeneity being achieved on the individual powder particles. In the treatment according to the invention of molybdenum powder, the particles of which have a diameter of about 2 microns, a chromium content of 15% is achieved if the powder is exposed to the action of the gaseous chromium fluoride at a temperature of 1050 ° C. for 3 hours. If the treatment time is extended to 5 hours at the same temperature, the chromium content increases to 20%.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, daß Werkstücke beliebiger Form oberflächlich mit einer Chromdiffusionsschicht überzogen werden können, da der wirksame Chromfluoriddampf sich gleichmäßig über die Oberfläche verteilt. Die Anteile von Chrom sind in allen Fällen hoch und können an der Oberfläche des Werkstücks gegebenenfalls 50% überschreiten. Bei Beigabe von Aluminumoxyd zum Reaktionsgemisch, das zur Erzeugung der Zusatzmetallfluoride dient, finden sich an der Oberfläche des Werkstücks etwa 2% Aluminium.Another advantage of the method is that workpieces of any shape with a superficial Chromium diffusion layer can be coated because the effective chromium fluoride vapor is uniform distributed over the surface. The proportions of chromium are high in all cases and can affect the The surface of the workpiece may exceed 50%. With the addition of aluminum oxide the reaction mixture, which is used to generate the additional metal fluorides, is found on the surface of the workpiece about 2% aluminum.
Claims (1)
Deutsche Patentschrift Nr. 721 658;
USA.-Patentschriften Nr. 1497 417, 1 770 177, ι 784 570, ι 853 369, ι 902 503, 2 141 640,Considered publications:
German Patent No. 721 658;
USA patents No. 1497 417, 1 770 177, ι 784 570, ι 853 369, ι 902 503, 2 141 640,
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR974190X | 1949-08-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE974190C true DE974190C (en) | 1960-10-13 |
Family
ID=9517329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEO937A Expired DE974190C (en) | 1949-08-05 | 1950-08-01 | Device for the production of metallic diffusion coatings |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE974190C (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1265530B (en) * | 1961-11-29 | 1968-04-04 | Wilson Eng Co Inc Lee | Device for gas plating a metal tape reel |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1497417A (en) * | 1919-03-31 | 1924-06-10 | Henry C P Weber | Process of coating metals |
| US1770177A (en) * | 1924-09-08 | 1930-07-08 | Edwin D Martin | Production of coated metallic objects |
| US1784570A (en) * | 1928-10-29 | 1930-12-09 | Electro Metallurg Co | Coating metal articles |
| GB363954A (en) * | 1930-05-29 | 1931-12-31 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to methods of coating metals |
| US1853369A (en) * | 1927-12-27 | 1932-04-12 | Technimet Company | Formation of chromium alloy coatings |
| US1902503A (en) * | 1930-05-29 | 1933-03-21 | Gen Electric | Process for coating metals |
| US2141640A (en) * | 1936-11-11 | 1938-12-27 | Cooper Products Inc | Method of chromizing |
| US2157594A (en) * | 1937-01-14 | 1939-05-09 | Cooper Products Inc | Method of chromizing |
| DE721658C (en) * | 1934-11-11 | 1942-06-15 | Fritz Steinberg Dr | Process for enriching the surface of objects made of iron or steel with chrome |
| FR913311A (en) * | 1941-05-24 | 1946-09-04 | Diffusion Alloys Ltd | Improvements to homogeneous metallic coatings on a metal of a different nature |
| GB586241A (en) * | 1944-11-10 | 1947-03-12 | Diffusion Alloys Ltd | A process for the diffusion of metals into iron and steel |
| GB598181A (en) * | 1945-02-12 | 1948-02-12 | Diffusion Alloys Ltd | A process for the coating of metal powders |
-
1950
- 1950-08-01 DE DEO937A patent/DE974190C/en not_active Expired
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1497417A (en) * | 1919-03-31 | 1924-06-10 | Henry C P Weber | Process of coating metals |
| US1770177A (en) * | 1924-09-08 | 1930-07-08 | Edwin D Martin | Production of coated metallic objects |
| US1853369A (en) * | 1927-12-27 | 1932-04-12 | Technimet Company | Formation of chromium alloy coatings |
| US1784570A (en) * | 1928-10-29 | 1930-12-09 | Electro Metallurg Co | Coating metal articles |
| GB363954A (en) * | 1930-05-29 | 1931-12-31 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to methods of coating metals |
| US1902503A (en) * | 1930-05-29 | 1933-03-21 | Gen Electric | Process for coating metals |
| DE721658C (en) * | 1934-11-11 | 1942-06-15 | Fritz Steinberg Dr | Process for enriching the surface of objects made of iron or steel with chrome |
| US2141640A (en) * | 1936-11-11 | 1938-12-27 | Cooper Products Inc | Method of chromizing |
| US2157594A (en) * | 1937-01-14 | 1939-05-09 | Cooper Products Inc | Method of chromizing |
| FR913311A (en) * | 1941-05-24 | 1946-09-04 | Diffusion Alloys Ltd | Improvements to homogeneous metallic coatings on a metal of a different nature |
| GB586241A (en) * | 1944-11-10 | 1947-03-12 | Diffusion Alloys Ltd | A process for the diffusion of metals into iron and steel |
| GB598181A (en) * | 1945-02-12 | 1948-02-12 | Diffusion Alloys Ltd | A process for the coating of metal powders |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1265530B (en) * | 1961-11-29 | 1968-04-04 | Wilson Eng Co Inc Lee | Device for gas plating a metal tape reel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2601129C2 (en) | Process for the production of moldings from heat-resistant alloys based on nickel, cobalt and nickel-cobalt | |
| DE3046695C2 (en) | ||
| DE1292464B (en) | Diffusion-coated ferrous metal body and process for its production | |
| DE2135763C3 (en) | 31 08 70 Japan 45 76202 Process for the treatment of iron and steel objects to form a nitride layer | |
| DE2417179B2 (en) | PROCESS FOR CARBURING HIGH-ALLOY STEELS | |
| DE1957903C3 (en) | Process for the production of a coating on bodies made of steel | |
| DE2928442A1 (en) | ION NITRATION PROCESS | |
| DE69838575T2 (en) | Method of surface treatment of iron material and salt bath oven used therefor | |
| DE1287401B (en) | Process for the production of a firmly adhering coating of stainless steel on a steel strip or the like by sintering on a chromium-containing metal powder | |
| DE974190C (en) | Device for the production of metallic diffusion coatings | |
| DE2001308A1 (en) | Diffusion coating of ferrous objects | |
| EP1122331B1 (en) | Process of nitriding and/or carbonitriding of high-alloyed steel | |
| DE60303044T2 (en) | METHOD FOR USE HARDENING TITANIUM AND ZIRCONIUM ALLOYS | |
| DE2322157C3 (en) | Process for the cathodic production of a vanadium and / or niobium and / or tantalum carbide layer on the surface of an iron, iron alloy or cemented carbide object K.K. Toyota Chuo Kenkyusho, Na- | |
| Jafarpour et al. | Plasma Nitrocarburizing of AISI 316L Austenitic Stainless Steel: a First Step for Treatment of Components with Complex Geometries: Plasmanitrocarburieren von austenitischem Stahl AISI 316L: Behandlung von Komponenten mit komplexen Geometrien | |
| DE1521122B1 (en) | Process for chromizing iron parts | |
| DE2357159C3 (en) | Application of the cathodic deposition of a hard layer containing chromium carbide and / or chromium boride from a molten bath onto objects made of cemented carbide | |
| DE2417920B2 (en) | Process for the production of a chromium carbide layer on the surface of an object made of iron, an iron alloy or hard metal | |
| DE1446117C3 (en) | Process for producing a diffusion layer on objects made of alloys | |
| DE976547C (en) | Process for the production of chromium-containing metallic diffusion coatings on objects made of iron, nickel, cobalt or their alloys | |
| AT250123B (en) | Method of diffusion coating a ferrous metal body | |
| AT243592B (en) | Method of coating an iron object by diffusion | |
| DE1928695A1 (en) | Improved Internal Nitride Formation Stainless Steel and Processes for Making It | |
| DE2356675B2 (en) | A method for producing a molten treatment bath for producing a chromium carbide layer on the surface of an article made of iron, an iron alloy or cemented tungsten carbide containing at least 0.06% carbon | |
| DE2110414C3 (en) | Process for the surface treatment of a metal workpiece |