DD125141B1 - Verfahren zur chemische thermischen behandlung von formteilen aus eisen und eisenlegierungen - Google Patents

Description

Verfahren zur chemisch-thermischen Behandlung von Formteilen aus Eisen- und Bisenlegierungen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischthermischen Behandlung von Formteilen aus Eisen- und Eisenlegierungen, insbesondere fur die Oberflächenbearbeitung von Halbleitereinkristalischeiben.

Es ist bekannt, Formteile aus Eisen- und Eisenlegierungen zur Gewährleistung noher mechanischer Eigenschaften, wie Oberflächenharte, Biegefestigkeit, Zugfestigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit, aus diüjien Blechen herzustellen. Dj.e genannten Eigenschaften werden durch den Einsatz ausgewählter Werkstoffe im Zusammenwirken mit einer thermischen Behandlung oder durch Behandlungskombinationen, wie Harten und Anlassen erreicht. Außerdem ist bekannt, daß neben thermischen Behandlungen auch verschiedene chemischthermische Behandlungsmethoden aur Verbesserung der OberflächeneigenschafGen von Eisen- und Eisenlegierungen, vorallem von Stahl angewendet werden. Beispielsweise werden auch Lappkafige aum Lappen von Halbleitereinkristallscheiben, aus Kohlenstoffstahlen durch Härten und Anlassen hergestellt.

Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß durch Gefügeumwandlungen Yolumenändonmgen auftreten, die zusammen mit den Abkühlspannu.agen Spannungsfelder erzeugen, die vorallem bei Formteilen aus dünnen Blechen oder Blechabschnittenj aus denen dünne Formteile gefertigt v/erden, mehr oder weniger stark ausgebreitete und in ihrer Größe unterschiedliche Maßänderungen bewirken. Dieser Nachteil ist nur durch ein nachfolgendes Anlassen weitgehend zu beseitigen. Die Anlaßbehandlung ist jedoch sehr aufwendig, da aie Anlaßvorgänge temperatur- und zeitabhängig sind. Außerdem besitzt die thermische Behandlungskonbination Härten und Anlassen den weiteren Nachteil, daß sie eine zweistufige Behandlungsmethode ist, bei der das Harten von jeweils nur einem Formteil oder Blechabschnitt; möglich ist. Dadurch entstehen bei der thermischen Behandlung von dünnen Formteilen oder dünnen Blechabschnitten, aus denen Formteile gefertigt werden, hohe Aufwendungen.

Zweck der Erfindung ist es, dünne Formteile oder Blecnabschnitte, aus denen dünne Formteile gefertigt werden, wirtschaftlicher herzustellen,

Aufgabe der Erfindung ist es,, ein Verfahren zur chemisch-thermischen Behandlung von dunnon Formteilen aus Eisen- und Eisenlegierungen und von Blechabschnitten, aus denen dünne Formteile gefertigt werden, zu entwickeln, bei dem insbesondere üie zur Oberflachenbearbeitung von Halbleitereinkristallscheiben erforderlichen mechanischen Eigenschaften, wie MaBStabilität und hohe Lebensdauer erreicht werden.

Erfinaungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Formteile oder Blechabschnitte, aus Eisen- und Eisenlegierungen der Dicke kleiner 1 mm durch Eindiffundieren von Stickstoff allein oder zusammen mit Kohlenstoff bei einer Temperatur von 750 K bis 940 K verfestigt werden. Der Stickstoff und erforderlichenfalls auch der Kohlenstoff werden dabei von festen, flüssigen oder gasförmigen Medien abgegeben, wobei vorzugsweise Ammoniak als Stickstoff abgebendes Medium verwendet wird. Die für die el^misch-thermische Behandlung notwendigen Parameter Temperatur und Zeit, werden so eingestellt, daß die nach der Behandlung meßbare Härte unterhalb der für den jeweiligen Werkstoff üblichen Härte, vorwiegend zwischen 300 und 700 Vickershärte , liegt. Die Behandlungsdauer ist von der gewählten Temperatur und dem ausgewählten Werkstoff abhängig. Die Formteile oder die Blechabschnitte, aus denen die Formteile hergestellt werden, werden ein·- >ln oder in Stapeln behandelt. Während der Behandlung wird auf die Formteile, Blechabschnitte oder Stapel ein Druck ausgeübt. Dadurch wird vorallem eine hohe Maßstabilität erreicht. Nach dem erfindungsgemäßen Ve ri fahren werden beispielsweise läppkäfige hergestellt, die durch ihre günstigen mechanischen Eigenschaften und ihre hohe Maßstabilibät bei der Oberflächenbearbeitung von HalbleitereinkristallScheiben, insbesondere von Siliziumeinkristallscheiben, eine lange Standzeit aufweisen. Mit der Erfindung wird erreicht, daß die insbesondere aur Oberflächenbearbeitung von Halbleitereinkristallscheiben erforderlichen mechanischen Eigenschaften bei hoher Maßstabilität in Abhängigkeit von der Werkstoffauswahl, der Blechdicke und din Bedingungen "hei der Verfestigung, den Anforderungen an die Formteile aus

dünnen Blechen oder Blechabschnitten für die Herstellung von dünnen Formteilen gezielt eingestellt werden. Die Behandlung in Stapeln hat den Vorteil, daß gleichzeitig eine größere Zahl von Normteilen hergestellt werden können, wobei jedes Teil gleiche Eigenschaften hat. Dadurch worden die durchschnittliche Lebensdauer sowie die Arbeitsproduktivität erhöht und die Herstellungskosten gesenkt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Für das als Läppen bekannte Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Ualbleitereinkristallscheiben werden Läppkäfige zur Führung der Einkristallscheiben verwendet. Ihre Dicke ist kleiner 0,3 шт. Um den während des Läppens auftretenden hohen mechanischen Belastungen standhalten 2u können, werden die Läppkäfige bei 820 K in Ammoniak als stickotoffabgebendem Medium 8 Stunden nitriert. Damit sie maßstabil sind, das heißt, keinen Verzug aufweisen, werden die Läppkäfige in einem Stapel zu 30 Stück während der Behandlung mit eimim Druck von 3 -N/cni^ belastet, Die so hergestellten Läppkäfige haben gegenüber Läppkäfigen, die nach einer rein thermischen Behandlung hei'gestellt wurden, eine gleichgroße bis doppelte Standzeit und lassen sich wesentlich billiger herstellen.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   1. Verfahren zur chemisch-thermischen Behandlung von Eisen und Eisenlegierungen, dadurch, gekennzeichnet, daß aus Blech gefertigte Formteile oder Blechabschnitte, aus denen Pormteile gefertigt werden, mit einer Dicke kleiner oder gleich 1 mm einzeln oder im Stapel durch Eindiffundieren von Jtickstoff allein oder zusammen mit Kohlenstoff bei einer Temperatur zwischen 750 und 9^-0 K verfestigt werden, wobei während der chemisch-thermischen Behandlung auf die Formteile oder auf die Blechabschnitte ein Druck von 0,1 bis 3 Hem ausgeübt wird.