EP0248431A2 - Verfahren zur Herstellung von äusseren Decksschichten an den hitzebeständigen sowie korrosionsfesten insbesondere austenitischen Stählen - Google Patents
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- 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
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- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
Definitions
- the invention relates to the method for producing the upper diffusion layer with increased physical-chemical properties, the layer achieved in the chemical-thermal process in the gas atmosphere by nitriding or the nitrating derivative treatments, on the elements made of refractory steel or corrosion-resistant steel.
- the invention particularly relates to steel with an austenitic structure.
- the passive oxide layer that is formed on the elements at ambient temperature must be removed, and in particular in the course of the heat processes of the chemical-thermal treatment.
- the oxide layer in particular the chromo oxide, is characterized by stability and is diffusion and penetrating. During nitriding and in the derivatized processes, the oxide layer arises as a result / as a result / of the minimal wetting of the nitriding atmosphere as well as trace amounts of oxygen.
- the depassivators were used to remove the oxides, for example HF, MBr, NH 4 Cl and other halide compounds as additives for gas atmosphere. These compounds are characterized by high toxicity, which decides the technical and ecological difficulty of the process.
- the depassivators introduced into the gas atmosphere cause. the depassivation of the inner surfaces of the system, especially the retort in which the process is running
- the entire surface of the chemically-thermally treated elements is depassivated.
- the other disadvantage of using the depassivators is the condensation and their deposit in the installation at places with a temperature lower than 300 ° C, which causes a change in the course and instability of the process.
- the method according to the invention eliminates the technological disadvantages shown.
- the surface on which the upper diffusion layer is to be produced is depassivated and chemically activated and then galvanically with the iron layer Valve plate is covered with an oxide layer, which makes diffusion impossible. It is favorable with regard to the non-lowering of the plate strength and the corrosion effect of the exhaust gas during valve operation.
- the enclosed receptacle is in magnification 500 x the metallographic grinding of the valve stem.
- the diffusion layer 1 having thickness of 0.026 mm, which includes n i trier irons layer 2, is located above the base layer 3 with the vanishing di- sion tracks ffu.
- the hardness measurements made showed: coated.
- the iron layer made forms no inhibition of diffusion of nitrogen and other ele- m ducks.
- the process is non-toxic and enables the upper diffusion layer to be reached on the entire element or selected areas of the element.
- the other advantage of the invention is the increased rate of diffusion of nitrogen in the steel and repetition of the layer achieved in comparison with other methods, which forms the favorable conditions for use in mass production.
- the method according to the invention is illustrated by the description of the exemplary process for producing the nitriding layer on the shaft of the exhaust valve of the internal combustion engine.
- the valve is made of austenitic steel of the 50H21G9N 4 type .
- the degreasing valve is subjected to electrochemical activation in the sodium gluconate bath.
- the valve stem is galvanically ironed in order to achieve the iron coating with a thickness of 0.002 mm.
- the next operation after the valve has dried is the chemical-thermal treatment of gas nitriding.
- the valve is placed in the hermetic retort connected to the ammonia gas system.
- the oven tempering at a temperature of 575 ° C during the 2 hours causes the wear-resistant and smear-resistant layer on the shaft, and the
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Technologie des Gasnitrierens bzw. der derivativen Behandlung des Nitrierens, der durch Oxidenschicht passivierten Stähle. Das Verfahren charakterisiert sich dadurch, dass vor der chemisch thermischen Behandlung die Flächen, auf welchen die Schicht mit den erhöhten phisikalisch-chemischen Eigenschaften hergestellt werden soll, depassiviert und chemisch aktiviert und dann galvanisch mit dem Eisenschicht beschichtet werden.
Description
- Die Erfindung betrifft das Verfahren zur Herstellung der oberen Diffusionsschicht mit erhöhten phisikalisch chemischen Eigenschaften, der im chemisch-thermischen Prozess in Gasatmosfphäre erreichten Schicht durch Nitrieren bzw. die dem Nitrieren derivativen Behandlungen, an den Elementen aus feuerfestem Stahl bzw. Korrosionsfestem Stahl. Die Erfindung betrifft insbesondere den Stahl mit austenitischer Struktur.
- Für die erfolgreiche Druchführung der chemisch-thermischen Behandlung der genannten Stähle ist die Beseitigung der pasiven Oxidenschicht, die an den Elementen in Umweltemperatur gebildet werden.und insbesondere im Laufe der Wärmeprozesse der chemisch-thermischen Behandlung erforderlich. Die Oxidenschicht, insbesondere der Chromooxides charakterisiert sich durch Stabilität und ist diffusionsunddurchdringend. Beim Nitrieren und in den derivatiren Prozessen entsteht die Oxidschicht in Resultat /in Folge/ der minimalen Aufeuchtung der nitrierenden Atmosphäre als auch Spurengehalt der Sauerstoffes.
- In bisherigen Methoden des Nitrierens und in den derivativen Prozessen sind für Beseitigung der Oxide die Depassivatore verwendet, z.B HF, MBr, NH4Cl sowie andere Halogenideverbindungen als Zusätze für Gasatmosphäre. Diese Verbindungen charakterisieren sich durch hohe Giftigkeit was über die technischekologische Beschwerlichkeit des Prozesses entscheidet. Ausserdem verursachen die in die Gasatmosphäre eingeführten Depassivatore . die Depassivierung der inneren Flächen der Anlage vor allem der Retorte, in der der Prozess verläuft.
- Die ganze Fläche der chemisch-thermisch behandelten Elemente wird depassiviert. Der andere Nachteil der Verwendung der Depassivatore besteht in der Kondensation und in ihrer Ablagern in Installation an den Stellen mit Temperatur nieder als 300°C, was die Veränderung der Verläufe und Unstabilität des Prozesses verursacht.
- Es ist auch das Verfahren zum Sulfonitrieren, in dem der Zusatz von Schwefeldämpfen in die Atmosphäre der teilweise dissoziierten Ammoniakes beeinflusst redu- ziertweise die Passivität der Oxidschicht, bekannt - was die Stickstoffdiffusion eindringend des behandelten Elementes erleichtert. Dieses Verfahren ist aber für austenistische Stähle wenig erfolgreich.
- Das Verfahren gemäss der Erfindung eliminiert die dargestellten technologischen Nachteile. Zu diesem Zweck wird vor der chemisch-thermischen Behandlung die Fläche, auf welcher die obere Diffusionsschicht hergestellt werden soll, depassiviert und chemisch aktiviert und dann galvanisch mit der Eisenschicht Ventilteller wird mit Oxidschicht überzogen, die die Diffusion unm8glich macht..Es ist günstig in Hinsicht auf Nichtsenkung der Tellerfestigkeit auf Korrosionswirkung des Abgases während des Ventilbetriebes.
- Der beigelegte Aufnahme stellt in Vergrösserung 500 x den metallgraphischen Schliff des Ventilschaftes dar. Die Diffusionsschicht 1 mit Dicke von 0,026 mm, die nitrierende Eisenschicht 2 umfasst, befindet sich über der Unterlageschicht 3 mit den verschwindenden Di- ffusionsspuren. Die vorgenommenen Messungen der Härte haben aufgezeigt:
- Verfahren gemäss der Erfindung wird durch Beschreibung des beispielweisigen Prozesses zur Herstellung der nitrierenden Schicht am Schaft des Auslaßventiles des Verbrennungsmotors näher dargestellt. Der Ventil ist aus dem austenitischen Stahl der Gattung 50H21G9N4 ausgeführt. Nach der endgültigen mechanischen Behandlung des Schaftes ist der enfettende Ventil der elektrochemischen Aktivierung im Natriumglukonatbad unterworfen. Dann wird das galvanische Vereisenen des Ventilschaftes zwecks Erreichung des Eisenüberzuges mit den Dicken von 0,002 mm durchgeführt. Die folgende Operation nach Trocknung des Ventiles ist die chemisch-thermische Behandlung des Gasnitrierens. Der Ventil wird in der hermetischen Retorte, die mit der Gasanlage vom Ammoniak verbindet ist, angeordnet. Das Ofentempern in Temperatur von 575°C während der 2 Stunden verursacht die Herstellung der verschleiss-und schmierenbeständigen Schicht am Schaft, und der
Claims (1)
- Verfahren zur Herstellung von oberen Schichten an den feuerfesten sowie korrosionsfesten, insbesondere austenitischen Stählen durch Gasnitrieren bzw. derivative Behandlungen, dadurch gekennzeichnet, dass vor der chemisch-thermischen Behandlung die Flächen, auf welchen die obere Schicht gebildet werden soll, depassiviert werden und chemisch aktiviert und dann galvanisch mit Eisenschicht beschichtet werden.
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