EP0713926B1 - Verfahren zur Nitrocarburierung von Stahlteilen im Salzbad - Google Patents

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EP0713926B1
EP0713926B1 EP95116735A EP95116735A EP0713926B1 EP 0713926 B1 EP0713926 B1 EP 0713926B1 EP 95116735 A EP95116735 A EP 95116735A EP 95116735 A EP95116735 A EP 95116735A EP 0713926 B1 EP0713926 B1 EP 0713926B1
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salt
steels
salt bath
molten salt
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Rainer Willing-Lepenies
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Durferrit GmbH Thermotechnik
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Durferrit GmbH Thermotechnik
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    • C23C8/00—Solid 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
    • C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C8/58—Solid 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 more than one element being applied in more than one step

Definitions

  • the invention relates to a method for nitrocarburization of components made of steel forming passive layers, in particular from steels with more than 10% by weight chromium and / or more than 4% by weight of nickel, in salt baths.
  • Alloyed steels the larger quantities of chrome, nickel and / or other additives contain, form in the air Passive layers consisting mainly of oxides of Additional metals exist. These passive layers are conditional increased corrosion resistance of these steels but a hindrance when nitrocarburizing such Components in salt baths containing cyanide and cyanate, since the Passive layers the diffusion of nitrogen and Carbon from the salt bath into the steel surface complicate and lead to faulty nitriding layers.
  • This object is achieved in that the Parts in an oxidizing molten salt at 300 to 500 ° C be pretreated.
  • oxidizing salt melt Mixture of alkali nitrate, alkali hydroxide and Alkali carbonate. Salt melts in particular have proven their worth with 5 to 30 wt.% Alkali nitrate, balance alkali hydroxide and Alkali carbonate.
  • the molten salt is advantageously operated at 330 up to 420 ° C, with a period of time for the treatment period 5 to 30 minutes has proven to be beneficial.
  • Oxidizing salt baths are in the nitrocarburizing of Iron materials known per se (e.g. DE-PS 29 34 113), but so far they have only become after nitrocarburizing Increase in corrosion resistance used.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nitrocarburierung von Bauteilen aus Passivschichten bildenden Stählen, insbesondere aus Stählen mit mehr als 10 Gew.% Chrom und/oder mehr als 4 Gew.% Nickel, in Salzbädern.
Legierte Stähle, die größere Mengen Chrom, Nickel und/oder sonstige Zusätze enthalten, bilden an der Luft Passivschichten aus, die vor allem aus Oxiden der Zusatzmetalle bestehen. Diese Passivschichten bedingen zwar eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit dieser Stähle, sind aber hinderlich bei einer Nitrocarburierung solcher Bauteile in cyanid- und cyanathaltigen Salzbädern, da die Passivschichten die Eindiffusion von Stickstoff und Kohlenstoff aus dem Salzbad in die Stahloberfläche erschweren und zu fehlerhaften Nitrierschichten führen.
Diese Nachteile versuchte man bisher dadurch zu beseitigen, indem man bei der Nitrocarburierung hochlegierter Stähle hochcyanidhaltige Salzbäder einsetzt, die reduzierend auf die Passivschichten einwirken. Diese hochcyanidhaltigen Salzbäder sind jedoch stark umweltbelastend.
In DD-C-94110 und in A.V. Kriulin et al., 2354 Metal Science and Heat Treatment 27 (1985) No. 1/2, 17-20 werden Verfahren zur Nitrocarburierung von Stählen empfohlen, bei denen eine oxidierende Vorbehandlung in der Gasphase vorgesehen ist. Yu.M.Lakhtin, 2354 Metal Science and Heat Treatment 36 (1994) No. 9/10, 445-451 weist auf ein Verfahren hin, bei dem im Salzbad zunächst oxidiert, dann nitrocarburiert und danach erneut oxidiert wird, und empfiehlt stattdessen die Gasphasen-Nitrocarburierung, gefolgt von einer Oxidation.
Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Nitrocarburierung von Bauteilen aus Passivschichten bildenden Stählen, insbesondere aus Stählen mit mehr als 10 Gew.% Chrom und/oder mehr als 4 Gew.% Nickel, im Salzbad zu entwickeln, das eine oxidierende Vorbehandlung einschließt, mit dem trotz der vorhandenen Passivschichten eine einwandfreie Nitrocarburierung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Teile in einer oxidierenden Salzschmelze bei 300 bis 500° C vorbehandelt werden.
Vorzugsweise verwendet man als oxidierende Salzschmelze ein Gemisch von Alkalinitrat, Alkalihydroxid und Alkalicarbonat. Bewährt haben sich vor allem Salzschmelzen mit 5 bis 30 Gew.% Alkalinitrat, Rest Alkalihydroxid und Alkalicarbonat.
Vorteilhafterweise betreibt man die Salzschmelzen bei 330 bis 420° C, wobei für die Behandlungsdauer eine Zeitspannne von 5 bis 30 Minuten sich als günstig erwiesen hat.
Es ist sehr überraschend, daß trotz einer Verstärkung der Passivschichten in einer oxidierenden Salzschmelze anschließend einwandfrei Nitrocarburierschichten in cyanid- und cyanathaltigen Salzbädern erreicht werden.
Oxidierende Salzbäder sind beim Nitrocarburieren von Eisenwerkstoffen an sich bekannt (z.B. DE-PS 29 34 113), doch werden sie bisher nur nach dem Nitrocarburieren zur Erhöhung des Korrosionswiderstandes eingesetzt.
Folgende Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern:
  • 1. Bauteile aus einem Stahl mit 23 % Chrom und 8 % Nickel wurden in einem Salzbad (etwa 4 Gew.% Cyanid, etwa 37 Gew.% Cyanat, Rest Alkali) 90 Minuten bei 580° C nitrocarburiert. Es bildete sich eine fehlerhafte Nitrocarburierschicht aus, die unterschiedliche Schichtstärken aufwies. Wurden diese Bauteile vor dem Nitrocarburieren 25 Minuten bei 370° C in eine Alkalihydroxidschmelze getaucht, die 10 Gew.% Natriumnitrat enthielt, erzielte man beim Nitrocarburieren einwandfreie, überall die gleiche Dicke aufweisende Schichten.
  • 2. Die gleichen Versuche wurden mit Bauteilen aus den Stählen 1.4028 (13 % Chrom) und 1.4112 (18 % Chrom) durchgeführt. Die metallographische Auswertung ergab bei den in der oxidierenden Salzschmelze vorbehandelten Proben eine gleichmäßige Ausbildung der Nitrierschicht, während die nichtvorbehandelten Proben eine ungleichmäßige, wellige Nitrierschicht zeigten.

    • Claims (4)

    1. Verfahren zur Nitrocarburierung von Bauteilen aus Passivschichten bildenden Stählen, insbesondere aus Stählen mit mehr als 10 Gew.% Chrom und/oder mehr als 4 Gew.% Nickel, im Salzbad, das eine oxidierende Vorbehandlung beinhaltet,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Teile in einer oxidierenden Salzschmelze bei 300 bis 500° C vorbehandelt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die oxidierende Salzschmelze aus einem Gemisch von Alkalinitrat, Alkalihydroxid und Alkalicarbonat besteht.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Salzschmelze 5 bis 30 Gew.% Alkalinitrat, Rest Alkalihydroxid und Alkalicarbonat enthält.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Teile bei Temperaturen von 330 bis 420° C in der oxidierenden Salzschmelze behandelt werden.
    EP95116735A 1994-11-29 1995-10-23 Verfahren zur Nitrocarburierung von Stahlteilen im Salzbad Expired - Lifetime EP0713926B1 (de)

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    DE4442328A DE4442328C1 (de) 1994-11-29 1994-11-29 Verfahren zur Vorbehandlung von Stahlteilen vor dem Salzbadnitrieren
    DE4442328 1994-11-29

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    Publication Number Publication Date
    EP0713926A1 EP0713926A1 (de) 1996-05-29
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    EP95116735A Expired - Lifetime EP0713926B1 (de) 1994-11-29 1995-10-23 Verfahren zur Nitrocarburierung von Stahlteilen im Salzbad

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    Families Citing this family (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US5948177A (en) * 1997-03-17 1999-09-07 Hardinge Inc. Collet metal treating process
    US6093303A (en) 1998-08-12 2000-07-25 Swagelok Company Low temperature case hardening processes
    US20030155045A1 (en) * 2002-02-05 2003-08-21 Williams Peter C. Lubricated low temperature carburized stainless steel parts
    JP4806722B2 (ja) * 2006-06-08 2011-11-02 イルジン ライト メタル カンパニー リミテッド 金属の塩浴窒化方法及びその方法で製造された金属
    US20090020187A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-22 Russell Steven W Method and apparatus for protecting metal from oxidaton
    US8985029B2 (en) * 2009-03-26 2015-03-24 Belanger, Inc. Car wash conveyor dolly and method of making same

    Family Cites Families (7)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US3915759A (en) * 1974-01-08 1975-10-28 Coral Chemical Co Black oxide coating for stainless steels
    DE2934113C2 (de) * 1979-08-23 1985-05-09 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit nitrierter Bauteile aus Eisenwerkstoffen
    JPS57152461A (en) * 1981-03-16 1982-09-20 Parker Netsushiyori Kogyo Kk Surface treatment of iron member for increasing corrosion and wear resistance
    ZA864656B (en) * 1985-06-24 1987-02-25 Ciba Geigy Ag Herbicidally active derivatives of n-phenyl-3,4,5,6-tetrahydrophthalimide
    DE3718240C1 (de) * 1987-05-30 1988-01-14 Ewald Schwing Verfahren zur Waermebehandlung von metallischen Werkstuecken in einer gasdurchstroemten Wirbelschicht
    DE3933053C1 (de) * 1989-10-04 1990-05-03 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De
    JPH0425574A (ja) * 1990-05-21 1992-01-29 Seiko Epson Corp インクジェットプリンタ用インク

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