DE2441309A1 - Verfahren zum isolieren partieller oberflaechenbereiche bei der thermochemischen behandlung von metallen - Google Patents
Verfahren zum isolieren partieller oberflaechenbereiche bei der thermochemischen behandlung von metallenInfo
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Description
DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER
6000 Frankfurt am Main, Weissfrauenstrasse 9
Verfahren zum isolieren partieller Oberflächenbereiche bei der thermochemisehen Behandlung von Metallen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum isolieren partieller
Oberflächenbereiche bei der thermochemischen Behandlung von
Metallen durch Abdecken dieser Bereiche.
Bei thermocheraisehen Behandlungen von Metallen, wie beispielsweise
beim Nitrieren, Borieren, silizieren oder Vanadieren von Eisenwerkstoffen, Titan oder anderen Metallen, besteht
in der Praxis häufig das Bedürfnis, bestimmte Teile der Oberfläche solcher Werkstücke von dieser Behandlung auszunehmen,
d.h. zu isolieren. Bei den genannten thermochemisehen Behandlungen
entstehen im allgemeinen harte, vielfach auch spröde Schichten, die weder lot- noch schweissbar sind. Das Isolieren
bestimmter Teile eines Werkstückes hat daher nur den Zweck, diese Stellen anschliessend noch bearbeiten, löten oder
schweissen zu können. Ausserde-; können an die von der thermochemisehen
Behandlung ausgekommenen Flächen möglicherweise andere Anforderungen hinsichtlich Gleitverhalten, Korrosionswider stand , elektrischer oder magnetischer Eigenschaftan
gestellt werden.
In der Praxis sind einige Verfahren zur isolierung partieller
Oberflächenbereiche von Werkstücken bei der thermochemischen
Behandlung bekannt, die sich abe± entweder nur für bestimmte
Verfahren eignen oder die Forderungen nach vollständiger Isolierung
nicht erfüllen. So werden zur Isolierung beim Gasnitrieren pasten verwendet, die bestimmte organische und
Metallverbindungen enthalten und durch Tauchen oder Streichen
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aufgebracht werden. Zur Isolierung beim Borieren im Bad oder Pulver ist z.B. eine Isolierung nur durch eine 0,i bis 0,25 mm
dicke porenfreie, galvanisch aufgebrachte Kupferschicht oder durch Belegen mit einem entsprechend dicken Kupferblech
möglich.
Für das Badnitrieren ist bisher kein brauchbares Mittel zum
Abdecken bekannt. In der Praxis wird zuweilen bei Werkstücken geeigneter Form so vorgegangen, dass der nicht zu behandelnde
Teil aus dem Nitrierbad herausragt. In diesem Falle ist es aber notwendig, das Werkstückteil, das die Badoberfläche durchstösst,
durch Umwickeln mit einer Aluminiumfolie zu schützen.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein universell
anwendbares Verfahien zu finden, das bei der thermocheinischen
Behandlung metallischer Werkstücke eine möglichst vollständige Isolierung bestimmter Werkstoffpartien gestattet. Weiterhin
sollte das entsprechende Abdeckmittel leicht aufzubringen und die Rückstände nach erfolgter Behandlung leicht zu entfernen
sein, schliesslich dürfen von seiner Anwendung keine Schädigungen
oder Verschmutzungen des Behandlungsmediums, wie beispielsweise
Nitrierbäder, erfolgen.
Erfindungsgemäss wird diese Auigabe dadurch gelöst, dass
zum Abdecken der entsprechenden Oberflächenbereiche ein selbstklebendes Textilband verwendet wird, in dessen Klebschicht
Metallpulver eingelagert sind.
Bei diesen Metallpulvern kann es sich entweder um reine Metalle,wie Kupfer, Zinn, Silber, Nickel oder Aluminium,
oder um Gemische bzw. Legierungen zweier oder mehrerer Metalle handeln. Besonders bewährt hat sich der 2fusatz von
Kadmium und/oder Blei bis zu jeweils 10 % zu den genannten Metallen. Neben Metallpulvern können auch pulverfönaige Metallverbindungen
des genannten oder andere Metalle, wie beispielsweise Oxide, Halogenide oder sulfide, bis zu 30 % zugemischt
v/erden. _
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Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es auf einfache und
zuverlässige Weise möglich partielle Oberflächen auf Werkstücken zu isolieren, da diese Abdeckbänder als solche oder als entsprechende
Formstücke durch einfaches Aufkleben sehr leicht auf die zu isolierenden stellen aufzubringen sind.
Die erforderliche isolation ist vollständig, es bilden sich keinerlei thermochemische Behandlungsschichten auf den abgedeckten
Oberflächenbereichen. Band und Kleber verbrennen bzw. verkohlen während der thermochemischen Behandlung nahezu
rückstandsfrei. Die eventuell verbleibenden dünnen Metallschichten lassen sich -falls erforderlich- leicht mechanisch
oder chemische entfernen.
Das erfindungsgemässe Abdeckverfahren lässt sich für alle bisher bekannten und praktisch angewandten thermochemischen
Behandlungen verwenden.
Die Dicke der Klebstoffschicht der verwendeten Textilbänder
aus natürlichen, wie BaumwollejOder synthetischen Fasern, wie Polyamid oder Polyäthylen, beträgt vorzugsweise 25 bis
250 ,um, die Dicke der Metallpulverschicht 10 - 200 yum.
Beim Borieren hat sich insbesondere Kupferpulver, beim Salzbadnitrieren
zinnpuiver bewähr",„
Folgende Beispiele sollen das erfindungsgemässe Verfahren
näher erläutern:
i. Handelsübliche Stähle unterschiedlicher Zusammensetzung, wie Ck 15, 42 Cr Mo k oder 60 W Cr γ 7, und Gusseisen
werden in einem bekannten Borierpulver (90 % Siliziumcarbid, 5 % Borcarbid, 5 % Kaliumborfluorid) 5 Stunden bei 900° C
boriert. Bestimmte Teile dieser Werkstoffe werden abgedeckt durch ein Band, das aus Baumwollgewebe besteht und
in seiner 100 /um starken Klebschicht ein Gemisch von
95 % Kupferpulver und 5 % Zinnpulver in einer Schichtdicke
von etwa 30 .um enthält. Während die nichtabgedeckten
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Flächen eine Härte von 1700 bis 2000 HV 1 aufwiesen, hatten die abgedeckten Flächen nur eine Härte von 95 bis 200 HV i,
je nach Stahlsorte. Rückstände auf den Werkstoffen waren nicht nachweisbar.
2. Es wird gemäss Beispiel 1 boriert, jedoch bei höherer
Temperatur (1000 c) und längerer Dauer (7 Stunden). Band und Zusammensetzung des Metallgemisches waren wie in
Beispiel 1, wobei aber die Dicke der Metallschicht 60 /um und die Dicke der Kleberschicht 150 /Uin betrug. Die erhaltenen
Härtewerte entsprachen denen von Beispiel 1.
3. Werkstücke aus Ck 15-Stahl werden in einem Salzbad mit
35 bis 40 % CNO , 1 bis 2 $ CN~ bei 580° C nitriert.
Bestimmte Oberflächenbereiclie werden rollständig isoliert durch Abdecken mit Bändern aus Baumwollgewebe mit in die
Klebschicht eingelagerten Metallpulvern folgender Zusammensetzung :
a) reines zinn
b) 90 $ Zinn, 10 % Kupfer
c) 72 % Silber, 28 % Kupfer
d) 90 fo Kupfer, 10 % Kupferoxid.
Die •abgedeckten Stellen zeigten weder eine Eisennitrid-Verbindungsschicht
noch eine Diffusionszone.
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Claims (4)
- 2U1309Patentansprüche ' .(1. Verfahren zum isolieren partieller Oberfläehenbereiehe von metallischen werkstücken bei thermochemischer Behandlung durch Abdecken dieser Bereiche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abdecken ein selbstklebendes Textilband verwendet wird, in dessen Klebschicht Metallpulver eingelagert sind.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch- gekennzeichnet,dass als Metallpulver Kupfer, Zinn, Silber, Nickel und/oder Aluminium verwendet werden.
- 3· Verfahren nac11 den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichrnet, dass die Metallpulver Blei und/oder Cadmium in Gehalten von je bis zu 10 % enthalten.
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass den Metallpulvern Verbindungen der genannten oder anderer Metalle, wie Oxide, Halogenide oder Sulfide, in Gehalten bis zu 30 % zugemischt werden.26,8O1974
PL/Dr.Bre-P60981 1/0448
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