DE69710546T2

DE69710546T2 - Aluminiumprodukt mit einer metallischen Diffusionsschicht, Verfahren zu dessen Herstellung und Paste für eine metallische Diffusionsbehandlung

Info

Publication number: DE69710546T2
Application number: DE69710546T
Authority: DE
Inventors: Haruzo Katoh; Nagayoshi Matsubara; Hirohisa Miura; Takashi Watsuji; Yasuhiro Yamada
Original assignee: Toyo Aluminum KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyo Aluminum KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JP3174005B2; EP0834592A1; US5989734A; JPH10102232A; DE69710546D1; EP0834592B1; CA2216689A1; CA2216689C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Aluminiumprodukt, dass eine durch eine Metall- Diffusionsbehandlung gebildete Metall-Diffusionsschicht auf seiner Oberfläche hat; ein Verfahren zu ihrer Herstellung; und eine Paste für Metall- Diffusionsbehandlung.

Beschreibung des Stands der Technik

Aluminium bildet intermetallische Verbindungen wie etwa CrAl&sub7;, CuAl&sub2;, Mg2Al&sub3;, TiAl&sub3;, NiAl&sub3; durch entsprechende Kombination mit Chrom, Kupfer, Magnesium, Titan und Nickel. Diese intermetallischen Verbindungen sind dafür bekannt, dass sie sehr hart mit hervorragender Hitzebeständigkeit sind.
Wenn zwei metallische Platten bei hoher Temperatur in Kontakt gehalten werden, diffundieren Metallatome jeder der beiden metallische Platten von der Kontakt- Oberfläche zu einem Oberflächenbereich der jeweils anderen Platte, so dass durch diese gegenseitige Diffusion theoretisch eine intermetallische Verbindung auf jeder metallischen Platte gebildet wird. Jedoch hat die gegenseitige Diffusion von Aluminium und des anderen Metalls bei einer Temperatur um die 550ºC nur eine extrem geringe gegenseitige Diffusionsgeschwindigkeit die von 10&supmin;¹² bis 10&supmin;¹&sup8; m²/sec reicht, so dass es praktisch nahezu unmöglich ist, eine Metall-Diffusionsschicht nur durch gegenseitige Diffusion zu bilden. Ferner wurde versucht, die andere metallische Schicht durch thermisches Spritzen auf der Oberfläche des Aluminiumprodukts zu bilden, jedoch wurde nicht erreicht, dass ungleichartige Metalle nicht weniger als 1 um von der Oberfläche des Aluminiumprodukts mit einem Gefälle diffundieren und außerdem beinhaltet das Aluminiumprodukt eine Metall- Diffusionsschicht auf seiner Oberfläche, die nicht weniger als 1 Masseprozent umfasst.
Andererseits offenbaren die Erfinder der vorliegenden Erfindung das folgende Verfahren in der japanischen Patentanmeldung (TOKUGAN) Nr. 7-100184 (Anmeldetag: 31.3.95; Veröffentlichungstag: 15.10.96; Veröffentlichungsnummer: JP-17-8-269682): In-Kontaktbringen eines Nitriermittels mit zumindest einem Teil der Oberfläche des Aluminiumprodukts, wobei das Nitriermittel ein metallisches Pulver umfasst, das zumindest eins ausgewählt aus der aus Titan, Chrom, Silizium, Eisen, Mangan, Nickel, Vanadium, Tantal, Magnesium, Bor, und Zirkonium bestehenden Gruppe als Hauptkomponente beinhaltet; und in diesem Zustand Nitrieren der Oberfläche des Aluminiumprodukts durch ein umgebendes Gas, welches im Wesentlichen gasförmigen Stickstoff enthält, bei einer dem Schmelzpunkt des Aluminiumprodukts entsprechenden oder niedrigeren Temperatur. Der Zweck dieser Behandlung ist, eine dicke nitrierte Schicht auf der Oberfläche des Aluminiumprodukts zu erhalten. In diesem Verfahren wird das als das Nitriermittel verwendete metallische Pulver einer Nitrierung unterzogen und wird ein nitriertes Metall, wobei es jedoch nicht in das Innere des Aluminiums diffundiert.
Ferner offenbaren die Erfinder der vorliegenden Erfindung das folgende Verfahren in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 7-166321: In-Kontakt-bringen eines Nitriermittels, das aus einem Aluminiumpulver besteht, mit zumindest einem Teil der Oberfläche des Aluminiumprodukts; und in diesem Zustand Nitrieren der Oberfläche des Aluminiumprodukts durch ein umgebendes Gas, welches im Wesentlichen gasförmigen Stickstoff enthält, bei einer dem Schmelzpunkt des Aluminiumprodukts entsprechenden oder niedrigeren Temperatur. In diesem Verfahren wird ein reines Aluminiumpulver oder ein Aluminiumprodukt, das ein wenig Magnesium enthält, zur Verwendung als Nitriermittel empfohlen, und der Zweck dieses Verfahrens ist es, eine Nitrierschicht im Inneren des Aluminiums zu erhalten.
Ferner offenbaren die Erfinder der vorliegenden Erfindung das folgende Produkt in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 7-292454: Ein einsatzbehandeltes Aluminiumprodukt mit einer Aluminiummatrix, eine durch Diffusion von Stickstoff in die Aluminiummatrix gebildete Diffusionsschicht, die im Oberflächenbereich der Aluminiummatrix gebildet ist, eine auf der oberen Oberfläche der diffundierten Schicht gebildete Sinterschicht, die durch Sintern eines hauptsächlich nitrierten Aluminiumpulvers gebildet ist. Außerdem offenbaren die Erfinder der vorliegenden Erfindung in dieser Veröffentlichung zur gleichen Zeit das einsatzbehandelte Aluminiumprodukt, das durch die Herstellung einer Verbindung durch Diffusion und Eindringen von Stickstoff und anderen Elementen als Stickstoff in die diffundierte Schicht Zustande kommt, wobei jedoch dieses Behandlungsverfahren unergiebig ist und in dem Behandlungsverfahren, in dem Titanpulver verwendet wird, der Gehalt des in der Diffusionsschicht vorhandenen Titans extrem gering und das Ergebnis davon bei der tatsächlichen Anwendung unbefriedigend ist.
GB-A-983 231 offenbart ein Diffusionsverfahren für den Einbau eines Diffusionsmetalls in ein Aluminium- oder Aluminiumlegierungsprodukt durch engen Kontakt der Oberfläche des Produkts mit B, Si, Cr, Fe, Ag oder Pt in elementarer oder kombinierter Form bei einer erhöhten Temperatur, die effektiv die Diffusion des Diffusionsmetalls in die Oberfläche des Aluminium- oder Aluminiumlegierungsprodukt ermöglicht. Diese Behandlung erhöht die Abrieb, und/oder Korrosionsbeständigkeit des Produkts.
Andererseits offenbart JP-A-5-331 627, identifiziert durch seine Zusammenfassung in WPI Derwent Publications Ltd., AN 94-023 265 vom 14. Dezember 1993, eine Oberflächenmodifikation eines Al-Blechs, die das Kaltwalzen des Al-Blechs, das Auftragen eines Zn-Überzugs auf das Al-Blech und das Durchführen einer thermischen Diffusionsbehandlung zur Bildung einer Zn-Schicht in die Al diffundiert und der Oberflächenschicht des Al-Blechs in die Zn diffundiert. Diese thermische Diffusionsbehandlung kann in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden. Die Modifikation sorgt für eine gute Schmierung, Punktschweißfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Aluminiumblechs.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die oben angeführten Umstände entwickelt. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Aluminiumprodukt mit einer Metall-Diffusionsschicht, gebildet durch die Diffusion mit einem Gefälle eines Diffusionsmetalls welches zumindest eins ausgewählt aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet, nicht weniger als 1 um von der Oberfläche des Aluminiumprodukts, und zumindest 1 Masseprozent des Diffusionsmetalls, wenn die gesamte Metall- Diffusionsschicht als I00 Masseprozent gesetzt wird, beinhaltet; und außerdem ein Verfahren zur Herstellung des Aluminiumprodukts, das die oben erwähnte Metall- Diffusionsschicht auf seiner Oberfläche beinhaltet; und eine Paste für die Metall-Diffusionsbehandlung, zur Verfügung zu stellen.
In dem Stadium, als die Erfinder der vorliegenden Erfindung das Nitrierbehandlungsverfahren untersucht haben, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindungen folgende Phänomene entdeckt: In dem Fall, wenn Stickstoff mittels großer Kraft durch Verwendung eines Nitriermittels in das Innere eines Aluminiumprodukts diffundiert, z. B. wenn die Aluminiummatrix Mg enthält, erhöht sich dort rapide die Diffusion von Magnesium aus dem Inneren an die Oberfläche davon; und wenn die Aluminiummatrix Silizium enthält, erhöht sich dort rapide die Diffusion des Magnesiums im Nitriermittel in das Innere der Matrix; derartig rapide Diffusion ist gegenseitige Diffusion, deren Stattfinden im derzeitigen Stand der Technik kaum angenommen wird.
Basierend auf diesen Betrachtungen, wurde die vorliegende Erfindung so durchgeführt, dass, (1) wenn ein Diffusionsmetall wie etwa Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti und Ag an der Stelle platziert wird, an der Stickstoff durch große Kraft in das Innere davon diffundiert, dieses Diffusionsmetall, begleitet von der Stickstoffdiffusion, durch große Kraft gezwungen wird in das Innere davon zu diffundieren; (2) wenn eine Magnesiumlegierung als eine metallische Paste auf der Oberfläche des Aluminiumprodukts verwendet wird, ein Metall, das mit Magnesium eine Legierung bildet, ebenfalls in das Innere davon gezwungen wird; (3) wenn die Legierung, die als metallische Paste verwendet wird, einen niedrigeren Schmelzpunkt hat, diese einfacher diffundiert. Basierend auf diesen Betrachtungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Metall- Diffusionsbehandlung von Aluminium, das eine relativ hohe Geschwindigkeit hat, entwickelt.
Ferner haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die folgenden Effekte der vorliegenden Erfindung gefunden: Das Aluminiumprodukt enthält Aluminium, Stickstoff und ein Diffusionsmetall, das zumindest eins aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet, und das in Aluminium als Matrix diffundiert; dieses Diffusionsmetall diffundiert mit Stickstoff mit einem Gefälle nicht weniger als 1 um von der Oberfläche davon; wenn die gesamte Masse der Metall- Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird, hat das Aluminiumprodukt an seiner Oberfläche eine Metall- Diffusionsschicht, die nicht weniger als 1 Masseprozent des Diffusionsmetalls beinhaltet; und ein derartiges Aluminiumprodukt hat hervorragende lichtreflektierende Eigenschaften und einen modifizierten Farbton; ferner haben die Erfinder gefunden, dass durch die Koexistenz von Metall-Diffusionsschicht und Stickstoff, das Aluminiumprodukt mit hervorragender Verschleißbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, erhalten werden kann, weswegen die vorliegende Erfindung entwickelt wurde.
Das Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht in der vorliegenden Erfindung hat nämlich auf seiner Oberfläche eine Metall- Diffusionsschicht mit Aluminium, Stickstoff und einem Diffusionsmetall, das in das als Matrix festgesetzte Aluminium diffundiert und das zumindest eins aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet; wobei die Diffusionsschicht durch die Diffusion des Diffusionsmetalls mit Stickstoff mit einem Gefälle nicht weniger als 1 um von der Oberfläche davon gebildet wird; und das Diffusionsmetall nicht weniger als 1 Masseprozent ist, wenn die gesamte Metall- Diffusionsschicht als 100 Masseprozent festgesetzt wird.
Ferner ist das Verfahren zur Herstellung des Aluminiumprodukts mit der Metall-Diffusionsschicht in der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung des Aluminiumprodukts mit einer Metall-Diffusionsschicht auf seiner Oberfläche, die Aluminium, Stickstoff und ein Diffusionsmetall beinhaltet, das in das als Matrix festgesetzte Aluminium diffundiert und das zumindest eins aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte von: Einem Kontaktvorgang, um die Oberfläche des Aluminiumprodukts mit dem Verarbeitungsmittel, das zumindest ein Legierungspulver mit dem Diffusionsmetall enthält, wobei die Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Diffusionsmetall hat, in Kontakt zu bringen; und einem Wärmebehandlungsvorgang zur Durchführung einer Wärmebehandlung mit dem das Aluminiumprodukt mit dem Verarbeitungsmittel in einer Stickstoff enthaltenden Atmosphäre in Kontakt gebracht wird, so dass das Diffusionsmetall mit Stickstoff auf die Oberfläche des Aluminiumprodukts diffundiert und die Metall- Diffusionsschicht gebildet wird.
Ferner wird eine Paste mit dem obigen Legierungspulver mit einem metallischen Pulver mit einem Anteil von 5 bis 70 Masseprozent für die Metall- und Stickstoffdiffusionsbehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, welche mindestens ein Diffusionsmetall ausgewählt aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag beinhaltet, mit einer organischen Bindesubstanz mit einem Anteil von 1 bis 30 Masseprozent und als Rest im Wesentlichen einem Lösungsmittel.
Das Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht in der vorliegenden Erfindung ist das Aluminiumprodukt das die Aluminiummatrix und die Metall- Diffusionsschicht umfasst.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Aluminiummatrix ist nicht als reines Aluminium definiert und Aluminiumlegierungen, die Elemente wie Magnesium oder Silizium enthalten, können verwendet werden.
Außerdem umfasst die Metall-Diffusionsschicht: Aluminium, Stickstoff und das Diffusionsmetall, das in das als Matrix festgesetzte Aluminium diffundiert und das zumindest eins aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet; wobei die Diffusionsschicht durch die Diffusion des Diffusionsmetalls mit Stickstoff mit einem Gefälle nicht weniger als 1 um von der Oberfläche davon gebildet wird;
und das Diffusionsmetall nicht weniger als 1 Masseprozent ist, wenn die gesamte Metall-Diffusionsschicht als 100 Masseprozent festgesetzt wird.
Diese Metall-Diffusionsschicht wird durch Diffusion des Diffusionsmetalls mit einem Gefälle in Aluminium als Matrix, so dass das Aluminium, das diese Matrix wird, eine starke metallische Bindung mit dem Aluminium in der Aluminiummatrixschicht bildet, ausgebildet. Aufgrund dieser starken Metallbindung im Aluminium sind die Metall-Diffusionsschicht und die Aluminiummatrixschicht an den Randbereichen davon stark gebunden.
Diese Metall-Diffusionsschicht hat eine im Vergleich zur Farbe von Aluminium abweichende Farbentwicklung, darum ist es durch Ausbildung dieser auf der Oberfläche der Aluminiummatrix gebildeten Art von Metall- Diffusionsschicht, möglich, dass das Aluminiumprodukt einen im Vergleich mit dem von Aluminium abweichenden Farbton von metallischem Glanz entwickeln kann. Zu diesem Zeitpunkt, durch die Wahl des Diffusionsmetalls, ist es möglich, den gewünschten Farbton auf der Oberfläche davon zu erhalten, um konkret zu sein, Farbtöne wie helle Goldfarbe, Orangefarbe, Schwarz und Silberfarbe können erhalten werden. Ferner durch Einschluss von mehr als zwei Sorten von Diffusionsmetallen in einem beliebigen Verhältnis, oder durch die Kombination einer Metall- Diffusionsschicht, die verschiedene Diffusionsmetalle beinhaltet, ist es möglich, die gewünschte Farbe der Oberfläche davon zu erhalten. Ferner ist es durch die Wahl der Unregelmäßigkeit der Oberfläche davon, möglich, die gewünschten lichtreflektierenden Eigenschaften zu erhalten.
Ferner ist in dieser Metall-Diffusionsschicht Stickstoff vorhanden. Dieser Stickstoff bildet zusammen mit dem Aluminium und dem Diffusionsmetall des Aluminiumprodukts Nitrid, so dass die Metall- Diffusionsschicht hervorragend in Verschleißbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit ist. So ist zum Beispiel Aluminiumnitrid hart und sein Schmelzpunkt ist hoch, so dass die Verschleißbeständigkeit und Hitzebeständigkeit der Metall-Diffusionsschicht verbessert ist. Außerdem sind Chromnitrid und Titannitrid nicht nur gegen Wasser sehr beständig, sondern auch gegen Säuren und Laugen, so dass die Korrosionsbeständigkeit der Metall- Diffusionsschicht verbessert ist.
Unter diesen Metall-Diffusionsschichten hat die Schicht, bei der das Diffusionsmetall nicht weniger als 1 um von der Oberfläche davon nicht mit einem Gefälle diffundiert, oder die Schicht in der das Diffusionsmetall nicht weniger als 1 Masseprozent, wenn die gesamte Metall-Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird, ist, keine ausreichende Stärke der Metall- Diffusionsschicht und keinen ausreichenden Diffusionsgrad des Diffusionsmetalls, so dass es unmöglich ist den, von der Farbentwicklung von Aluminium abweichenden, gewünschten Farbton zu entwickeln, und es unmöglich ist, eine Metall-Diffusionsschicht mit hervorragender Verschleißbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erhalten.
Das Verfahren zur Herstellung des Aluminiumprodukts mit der Metall-Diffusionsschicht der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung des Aluminiumprodukts mit einer Metall-Diffusionsschicht auf seiner Oberfläche, die Aluminium, Stickstoff und ein in das als Matrix festgesetzte Aluminium diffundierende Diffusionsmetall umfasst, das zumindest eins aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet; und dieses Verfahren umfasst zwei Schritte:
Der Kontaktvorgang und den Wärmebehandlungsvorgang. Der Kontaktvorgang ist das in-Kontakt-bringen der Oberfläche des Aluminiumprodukts mit dem Verarbeitungsmittel, das ein Legierungspulver mit dem Diffusionsmetall enthält, das zumindest eins ausgewählt aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet, wobei die Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Diffusionsmetall besitzt.
Als das Aluminiumprodukt, das in diesem Verfahren verwendet wird, kann ein Aluminiumprodukt bestehend aus reinem Aluminium sowie ein Aluminiumprodukt bestehend aus einer Aluminiumlegierung, die Elemente wie Magnesium, Silizium enthält, als zu behandelndes Aluminiumgrundmaterial verwendet werden. Ferner ist das Verarbeitungsmittel nicht speziell definiert, solange wie das Verarbeitungsmittel das obige Legierungspulver mit dem Diffusionsmetall beinhaltet. Außerdem ist die Form dieser Pulver nicht speziell definiert, darum können zusammengepresste Flocken, die in einer Kugelmühle gebrochen werden, verwendet werden.
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird dieses Verarbeitungsmittel verwendet, das ein Legierungspulver beinhaltet, dessen Schmelzpunkt niedriger als der des Diffusionsmetalls ist. Das Legierungspulver des Diffusionsmetalls mit einem niedrigeren Schmelzpunkt hat die folgenden guten Effekte: Es ist leicht auf dem Oberflächenbereich des zu behandelnden Aluminiumgrundmaterials zu verteilen, so dass es möglich ist, die Temperatur der Wärmebehandlung, an der das Diffusionsmetall wirkungsvoll diffundiert, zu senken.
Ferner ist es erwünscht, dass dieses Legierungspulver den Schmelzpunkt hat, der von 350 bis 600ºC, und mehr bevorzugt den Schmelzpunkt der von 400 bis 550ºC reicht. Durch Verwendung dieses Legierungspulvers ist es möglich, dass das Diffusionsmetall wirkungsvoll auf dem Oberflächenbereich des Aluminiumgrundmaterials verteilt wird, um in der Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 350 bis 600ºC behandelt zu werden.
Ferner ist erwünscht, das die Legierung, die in diesen Legierungspulvern enthalten ist, eine Legierung des Diffusionsmetalls und Mg oder Al ist. Wenn eine Magnesiumlegierung verwendet wird, wird ein Metall, das zusammen mit Magnesium die Legierung bildet, zusammen mit Magnesium zur gemeinsamen Behandlung mit dem Magnesium in das Innere des Aluminiumgrundmaterials gezwungen. Außerdem sind viele dieser Legierungen eutektische Legierungen; dadurch dass sie eutektische Kristalle werden, sind ihre Schmelzpunkte im Vergleich zu einzelnen Metallen bemerkenswert herabgesetzt. Selbst im Falle einer peritektischen Legierung ist der Schmelzpunkt davon niedriger als im Vergleich zu einer einfachen metallischen Substanz, die einen höheren Schmelzpunkt hat, so dass es vorteilhaft ist, ihre Diffusion zu fördern. Tabelle 1 zeigt die Schmelzpunkte von einfachen metallischen Substanzen und den Schmelzpunkt der Legierungsgemische mit Bezug auf einen Teil der Beispiele. Tabelle 1
Überdies wird ein Teil der Dreistofflegierungen, die Aluminium und Magnesium enthalten in der Tabelle 1 beschrieben. Alle in der Tabelle 1 gezeigten Legierungen haben Schmelzpunkte, die von 350 bis 600ºC reichen.
Außerdem, als eine Dreistofflegierung mit Al und Mg, haben, neben Legierung Al-32,3 Mg-4Cu, die Cu enthält, Al- Mg-Zn, Al-Mg-Ni und so weiter, die Zn und Ni enthalten, niedrigere Schmelzpunkte.
Demgemäß, bei Verwendung der Legierung des Diffusionsmetalls mit Mg oder Al, ist deren Schmelzpunkt niedriger als der des Diffusionsmetalls und der Schmelzpunkt davon kann von 350 bis 600ºC reichen.
Es ist möglich, dass neben diesen
Diffusionsmetallpulvern ein Al-Metallpulver in das Verarbeitungsmittel gemischt wird. Ein Al-Metallpulver hat einen starken Effekt für die Aktivierung von Stickstoff, so dass die Diffusion des Diffusionsmetalls gefördert wird.
Ferner ist es in diesem Verfahren wünschenswert, dass das Verarbeitungsmittel das Diffusionsmetallpulver fest an das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial anhaften sollte. Außerdem ist es wünschenswert, dass das Diffusionsmetallpulver, das für die Behandlung an dem Aluminiumgrundmaterial haftet, poröse Löcher hat, um so der Oberfläche des zu behandelnden Aluminiumgrundmaterials gasförmigen Stickstoff zuzuführen. Demgemäß ist das Verarbeitungsmittel eine Paste, die ein Legierungspulver, das dem Metallpulver mit einem Anteil von 5 bis 70 Masseprozent mit dem oben angegebenen Diffusionsmetall und eine organische Bindesubstanz enthält, und es ist wünschenswert, dass das Verarbeitungsmittel für die Beschichtung der Oberfläche des zu behandelnden Aluminiumgrundmaterials verwendet wird. Die Paste kann durch das Metallpulver, welches das Diffusionsmetall, Harz als Binder und ein Lösungsmittel beinhaltet, hergestellt werden. Es ist wünschenswert, das Harz für den Binder ausgewählt wird, das sich bei der Behandlungstemperatur zersetzt.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Verfahren für den Auftrag der Paste auf das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial nicht speziell definiert, jedoch kann der Auftrag durch Eintauchen oder Spritzen durchgeführt werden. Außerdem ist die Auftragsstärke nicht speziell definiert; jedoch kann die Stärke davon abhängig von der Zusammensetzung der Paste, der Schichtstärke der zu bildenden Metall-Diffusionsschicht und dem Gehalt des Diffusionsmetalls sein; und die Stärke des gebildeten Verarbeitungsmittels reicht bevorzugt von 5 bis 1000 um.
In dem Wärmebehandlungsvorgang, bei der Durchführung der Wärmebehandlung des zu behandelnden Aluminiumgrundmaterials mit dem das Verarbeitungsmittel in der Stickstoff enthaltenden Atmosphäre in Kontakt gebracht wird, wird das oben angegebene Diffusionsmetall auf der Oberfläche des zu behandelnden Aluminiumgrundmaterials so verteilt, dass die Metall- Diffusionsschicht gebildet wird. In diesem Verfahren reagiert das Diffusionsmetall, welches zumindest eins ausgewählt aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet, mit gasförmigen Stickstoff; der entstehende Stickstoff (N*) dringt von der Oberfläche des zu behandelnden Aluminiumgrundmaterials in das Innere ein; und zur gleichen Zeit kann die metallische Komponente ebenfalls in das Innere diffundieren.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Stickstoff enthaltende Atmosphäre bevorzugt reiner gasförmiger Stickstoff. Durch die derartige Festsetzung der Stickstoffatmosphäre steigert sich das Ausmaß der Diffusion des Stickstoffs. S Zu diesem Zeitpunkt, in Begleitung mit der Steigerung des Ausmaßes der Diffusion des Stickstoffs, ist es möglich, das Ausmaß der Diffusion des Diffusionsmetalls zu steigern.
Es ist wünschenswert, dass die Temperatur der Wärmebehandlung von 400 bis 600ºC reicht. Bei der Durchführung der Wärmebehandlung bei einer Temperatur im oben angegebenen Bereich, kann das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial ausreichend erhitzt werden, um das Diffusionsmetall zu verteilen; und außerdem ist es möglich, dass das Diffusionsmetall wirksam diffundiert ohne die Qualität des zu behandelnden Aluminiumgrundmaterials zu reduzieren.
Ferner ist die Dauer der Wärmebehandlung nicht speziell definiert, wobei sie jedoch in Abhängigkeit von der Schichtstärke der gebildeten Metall-Diffusionsschicht und dem Gehalt des Diffusionsmetalls gewählt werden kann.
Durch die Auswahl der Arten der Diffusionsmetalle oder des Aluminiumprodukts, mit hervorragenden Glätteeigenschaften seiner Oberfläche, kann das Aluminiumprodukt mit der Metall-Diffusionsschicht in der vorliegenden Erfindung beliebig die Farbtöne wie etwa helle Goldfarbe, Orangefarbe, Schwarz und Silberfarbe und eine Oberfläche erhalten, mit hervorragenden lichtreflektierenden Eigenschaften, so dass das Aluminiumprodukt der vorliegenden Erfindung hervorragend in der Lichteflexion und der Modifikation des Farbtons ist. Ferner kann die Oberfläche in einem beliebigen Farbton erhalten werden, so dass es möglich ist farbenreiches Design auf der Oberfläche davon anzuordnen.
Wissenschaftlich wird Helligkeit als Ausmaß der Reflexion von Licht einer bestimmten Wellenlänge definiert, hier jedoch bezeichnet Helligkeit den Glanz des Metalls, so wie sie üblicherweise beim Galvanisieren verwendet wird.
Überdies wird, durch die Koexistenz des Stickstoffs in der Metall-Diffusionsschicht, das Aluminiumprodukt in der vorliegenden Erfindung zu dem Aluminiumprodukt mit einer Metall-Diffusionsschicht, mit hervorragender Verschleißbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Ferner besteht, in dem Fall wenn die Stärke der Metall-Diffusionsschicht hoch ist, durch den Unterschied zwischen den räumlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Aluminiumgrundmaterials und der Metall-Diffusionsschicht, die Möglichkeit der Ablösung an den Rändern der Oberfläche davon. In dem Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht auf der Oberfläche der vorliegenden Erfindung, sind die Metall-Diffusionsschicht und das Aluminiumgrundmaterial fest miteinander verbunden, so dass eine Ablösung der Metall-Diffusionsschicht schwerlich auftreten kann.
In dem Verfahren zur Herstellung des Aluminiumprodukts mit der Metall-Diffusionsschicht der vorliegenden Erfindung, ist es möglich, dass das Diffusionsmetall leicht und einfach auf der Oberfläche des zu behandelnden Aluminiumgrundmaterials verteilt wird; so dass das Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht leicht und in einer kurzen Zeitspanne hergestellt werden kann.
Ferner ist es, abhängig von der Zusammensetzung des Verarbeitungsmittels, der Heiztemperatur und den Konditionen der Wärmebehandlung wie etwa Stickstoffdruck, möglich, die Stärke der Metall-Diffusionsschicht und den Gehalt des Diffusionsmetalls beliebig zu ändern.
Das Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht der vorliegenden Erfindung ist das Aluminiumprodukt, mit hervorragenden lichtreflektierenden Eigenschaften und einem modifizierten Farbtons, so dass es als Material für Teile etwa von Verzierungsprodukten verwendet werden kann.
Ferner kann das Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht das Aluminiumprodukt sein, mit hervorragender Verschleißbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, so dass es als Material etwa für Teile von Automobilen oder elektrischen Haushaltsgeräten, die Verschleißbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit benötigen, verwendet werden kann.
Überdies hat das Aluminiumprodukt einen niedriges Maß an relativer Dichte und ein hohes Maß an mechanischer Festigkeit, so dass das Produkt leicht im Gewicht und fest gebaut ist.
Außerdem ist es, durch das Verfahren zur Herstellung des Aluminiumprodukts mit einer Metall-Diffusionsschicht der vorliegenden Erfindung, möglich, das Aluminiumprodukt, mit hervorragenden lichtreflektierenden Eigenschaften und einem modifizierten Farbton und mit hervorragender Verschleißbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, leicht und einfach in einer kurzen Zeitspanne herzustellen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine vollständigere Würdigung der vorliegenden Erfindung und viele ihrer Vorteile wird leicht erreicht, und dieselbe besser verstanden, wenn sie mit Bezug auf die folgenden ausführlichen Beschreibungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und ausführlichen Spezifikationen, die alle einen Teil der Offenbarung bilden, betrachtet wird.
Fig. 1 ist eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Ergebnisse einer EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels, der das in einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltene Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht unterzogen wurde;
Fig. 2 ist eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Ergebnisse einer EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels, der das in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltene Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht unterzogen wurde;
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Ergebnisse einer EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels, der das in einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltene Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht unterzogen wurde;
Fig. 4 ist eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Ergebnisse einer EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels, der das in einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltene Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht unterzogen wurde; und
Fig. 5 ist eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Ergebnisse einer EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels, der das in einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltene Aluminiumprodukt mit der Metall- Diffusionsschicht unterzogen wurde.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nach der allgemeinen Beschreibung der vorliegenden Erfindung kann ein weitergehendes Verständnis gemäß den spezifizierten bevorzugten Ausführungsformen erhalten werden, die hier nur zu Zwecken der Veranschaulichung dargestellt und nicht als Einschränkung des Anwendungsbereichs der anhängenden Ansprüche gedacht sind.

(Herstellung der metallischen Paste)

Legierungspulver mit einer in Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzung wurden mittels eines gewöhnlichen Pulverisierungsverfahrens oder Mahlens mit einer Mikromühle aus Gussmaterial einer benötigten Zusammensetzung hergestellt. Nachdem diese Legierungspulver mit einem 150-mesh Sieb gesiebt wurden, wurden die erhaltenen Legierungspulver mit Ethylcellulose N-7 (hergestellt von Hercules Co., Ltd.) und Butyldiglycol-Lösungsmittel (hergestellt von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) gemischt, so dass die metallischen Pasten 1 bis 6 hergestellt wurden. Die Mischungsverhältnisse zu dieser Zeit wurden wie folgt festgelegt: Wenn das Gewicht der gesamten metallischen Paste als 100 Masseprozent gesetzt wird, ist der Masseanteil des Legierungspulvers 30,0 Masseprozent, Ethylcellulose ist 10,0 Masseprozent und das Butyldiglycol-Lösungsmittel ist 60,0 Masseprozent.

Tabelle 2

METALLISCHE PASTEN METALL-GEMISCH

Nr. 1 Mg-52 Masseprozent Zn (Gussmaterial-Vermahlung)
Nr. 2 Mg-50 Masseprozent Al (Pulver auf dem Markt)
Nr. 3 Al-37 Masseprozent Ii (Verbrennungssynthese-Zerkleinerung)
Nr. 4 Al-33 Masseprozent Cu (Luftpulverisiertes Pulver)
Nr. 5 Al-8 Masseprozent Ni (Luftpulverisiertes Pulver)
Nr. 6 Al-2,5 Masseprozent Mg (Stickstoff-pulverisiertes Pulver)

(Wirkungsweise der Metall-Diffusionsbehandlung)

Als das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial wurde von einer auf dem Markt erhältlichen Aluminiumlegierungsplatte (JIS1100, 5052) oder einem Rohgussmaterial (JIS, AC2B) ein Probestück mit einer Größe von 80 mm · 80 mm mit einer Stärke von 8 mm ausgeschnitten und die Oberseite einem Poliervorgang unterzogen.
Nach Auftrag der oben angegeben verschiedenen metallischen Pasten auf der polierten Oberfläche dieses zu behandelnden Aluminiummaterials, so dass man die getrocknete Schicht in einer entsprechenden Stärke von 45 um erhält, wurde sie bei einer Temperatur von 80ºC getrocknet. Nach ausreichender Trocknung wurden die erhaltenen Produkt in einem normalen Ringofen für Experimente (® 100 · 1000) platziert, ein reines Stickstoffgas mit 99, 99% N2 in den Ofen mit einem Fluss von 4 l/min eingeleitet, der Taupunkt bei einer Temperatur von nicht mehr als -50ºC gehalten und die Wärmebehandlung über 10 Stunden entsprechend der vorbestimmten Behandlungstemperatur durchgeführt.

(Evaluierungsverfahren)

Die Oberfläche der erhaltenen Aluminiumprodukte wurde betrachtet und die Aluminiumprodukte einer EPMA unterzogen, um den Oberflächenbereich der Oberfläche des Verarbeitungsmittels mit Blick auf die Produkte der Behandlung hin zu untersuchen. Ferner wurde die Vickershärte der Oberfläche gemessen.

Erste bevorzugte Ausführungsform

Als das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial wurde eine reine Aluminiumplatte (JIS1100), als eine metallische Paste eine metallische Paste Nr. 1 verwendet;
und die Wärmebehandlung erfolgte bei einer Temperatur von 500ºC über 10 Stunden.
Es wurde gefunden, dass die Oberfläche des erhaltenen Aluminiumprodukts eine lichtreflektierende Eigenschaft von Biberschwarz hat. Die resultierende grafische Darstellung der EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels ist in Fig. 1 gezeigt. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, wenn die gesamte Metall- Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird, wurde gefunden, dass sich eine Magnesiumschicht, deren Konzentration 12 Masseprozent beträgt, im Inneren der Metall-Diffusionsschicht ergibt. Es wurde außerdem gefunden, dass sich eine Zinkschicht von etwa 10 Masseprozent im Inneren davon ergibt.
In den Messergebnissen der Härte der Oberfläche davon, ist die Härte der oberen Oberfläche etwa Hv322 und im Bereich 200 um von der Oberfläche zeigt die Härte davon immer noch Hv156, so dass daraus geschlossen wurde das die Härte der Metall-Diffusionsschicht höher als die oben angegebene Härte ist. Die Härte der Matrix im Inneren beträgt etwa Hv36. Der Stickstoffgehalt ist höchstens etwa 2 Masseprozent und selbst in der Pastenschicht ist der Stickstoffgehalt mit 9 Masseprozent gering.

Zweite bevorzugte Ausführungsform

Als das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial wurde eine Aluminiumplatte mit 7 Masseprozent Si (JISAC2C), als eine metallische Paste eine metallische Paste Nr. 2 verwendet; und die Wärmebehandlung erfolgte bei einer Temperatur von 520ºC über 10 Stunden.
Es wurde gefunden, dass die Oberfläche des erhaltenen Aluminiumprodukts eine lichtreflektierende Eigenschaft von heller Goldfarbe hat. Die resultierende grafische Darstellung der EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels ist in Fig. 2 gezeigt. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, wenn die gesamte Metall- Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird, wurde gefunden, dass eine Magnesiumschicht (Tiefe; 80 um), mit einem variierenden Gehalt von 3 bis 10 Masseprozent, vorhanden ist. Ferner wurde gefunden, dass dort die nitrierende Schicht vorhanden ist, deren Breite in etwa gleich der Metall-Diffusionsschicht ist und deren Stickstoffkonzentration in der obereh Oberflächenschicht etwa 28 Masseprozent ist. Abweichend von der linearen Zuteilung von Silizium, wurde gefunden, dass Silizium mit Masseprozent maximal an der Grenze zwischen der Metall-Diffusionsschicht und der Matrix vorhanden ist; Silizium ist zu 2 bis 4% im Inneren der Metall- Diffusionsschicht vorhanden; und Silizium korrespondiert mit der Variation des Magnesiumgehalts. Dies wurde als Bildung von Mg&sub2;Si verstanden.

Dritte bevorzugte Ausführungsform

Als das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial wurde eine Aluminiumlegierungsplatte (JIS5052), als eine metallische Paste eine metallische Paste Nr. 3 verwendet; und die erfolgte Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 515ºC; und somit die Metall-Diffusionsbehandlung durchgeführt.
Es wurde gefunden, dass die Oberfläche des erhaltenen Aluminiumprodukts eine lichtreflektierende Eigenschaft von heller Silberfarbe hat. Die resultierende grafische Darstellung der EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels ist in Fig. 3 gezeigt. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, wenn die gesamte Metall- Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird, wurde gefunden, dass der Gehalt an Ti in der oberen Oberfläche 12 Masseprozent davon ist und dort eine Ti- Schicht vorhanden ist (Tiefe; 20 um), die graduell zum Inneren davon abfällt. Ferner wurde gefunden, dass dort die nitrierende Schicht, deren Breite in etwa gleich der Metall-Diffusionsschicht ist und deren Stickstoffkonzentration etwa 10 Masseprozent in der oberen Oberflächenschicht ist. Die Härte der oberen Oberfläche ist hoch in einem Bereich von Hv720 bis 781. Es wurde berücksichtigt, dass der Schmelzpunkt der metallischen Paste Nr. 3 etwa 1340ºC ist, jedoch wurde geschlossen, dass tiefe Diffusion nur durch Legierung von Ti mit Aluminium nicht durch Auftrag von Ti allein erhalten wurde.

Vierte bevorzugte Ausführungsform

Als das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial wurde eine Aluminiumlegierungsplatte (JIS5052), als eine metallische Paste eine gemischte metallische Paste einer metallischen Paste Nr. 4 mit einer metallischen Paste Nr. 6 in einem Verhältnis 1 : 1 verwendet; und die Wärmebehandlung erfolgte bei einer Temperatur von 540ºC; und somit die Metall-Diffusionsbehandlung durchgeführt. Es wurde gefunden, dass die Oberfläche des erhaltenen Aluminiumprodukts eine lichtreflektierende Eigenschaft von Orangefarbe hat. Die resultierende grafische Darstellung der EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels ist in Fig. 4 gezeigt. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, wenn die gesamte Metall- Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird, wurde gefunden, dass der Gehalt an Cu in der oberen Oberfläche 6 Masseprozent davon ist und dort eine Cu- Schicht vorhanden ist (Tiefe; 28 um), die graduell zum Inneren davon abfällt, die aber einen Bereich höherer Konzentration auf dem Weg hat. Ferner wurde gefunden, dass dort die nitrierende Schicht vorhanden ist, deren Breite in etwa gleich der Metall-Diffusionsschicht ist und deren Stickstoffkonzentration etwa 8 Masseprozent in der oberen Oberflächenschicht ist. Die Härte der oberen Oberfläche bewegt sich in einem Bereich von Hv248 bis 282, was geringer als im Vergleich mit der dritten bevorzugten Ausführungsform ist. Dies beruht auf der geringeren Härte der Cu-Verbindung CuAl2 im Vergleich mit der Ti-Verbindung (TiAl3).

Fünfte bevorzugte Ausführungsform

Als das zu behandelnde Aluminiumgrundmaterial wurde eine Aluminiumlegierungsplatte (JIS5052), als eine metallische Paste eine gemischte metallische Paste einer metallischen Paste Nr. 5 mit einer metallischen Paste Nr. 2 in einem Verhältnis 1 : 1 verwendet; und die Wärmebehandlung erfolgte bei einer Temperatur von 540ºC; und somit die Metall-Diffusionsbehandlung durchgeführt.
Es wurde gefunden, dass die Oberfläche des erhaltenen Aluminiumprodukts eine lichtreflektierende Eigenschaft von hellblauer Farbe hat. Die resultierende grafische Darstellung der EPMA der Oberfläche des Verarbeitungsmittels ist in Fig. 5 gezeigt. Wie aus der Fig. 5 ersichtlich, wenn die gesamte Metall- Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird, wurde gefunden, dass dort eine Ni-Schicht vorhanden ist (Tiefe; 28 um) deren Gehalt an Ni in der oberen Oberfläche 3 Masseprozent davon ist und in der ein Gehalt an Ni von 2,4 Masseprozent sogar in der Innenseite davon vorhanden ist. Ferner wurde gefunden, dass dort die nitrierende Schicht vorhanden ist, deren Breite in etwa gleich der Metall-Diffusionsschicht ist und deren Stickstoffkonzentration etwa 9 Masseprozent in der oberen Oberflächenschicht ist. Die Härte dieser Metall- Diffusionsschicht reicht von Hv254 bis 327.
Nachdem nun die Erfindung vollständig beschrieben wurde, ist für jemanden mit dem der Stand der Technik entsprechenden Fähigkeiten ersichtlich, dass viele Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne den die anhängenden Ansprüche umfassenden hierin festgelegten Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Aluminiumprodukt mit einer Metall- Diffusionsschicht der vorliegenden Erfindung hat an seiner Oberfläche eine Metall-Diffusionsschicht mit Aluminium, Stickstoff und einem Diffusionsmetall das in Aluminium als festgesetzte Matrix diffundiert und das zumindest eins ausgewählt aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet; wobei die Diffusionsschicht durch das mit einem Gefälle diffundierende Diffusionsmetall und Stickstoff nicht weniger als 1 um von der Oberfläche davon gebildet wird; und das Diffusionsmetall nicht weniger als 1 Masseprozent ist, wenn die gesamte Metall-Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird. Außerdem wird, in einem Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumprodukts mit einer Metall-Diffusionsschicht, die Oberfläche des Aluminiumprodukts mit dem Verarbeitungsmittel, welches zumindest ein Legierungspulver mit dem Diffusionsmetall enthält, wobei die Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Diffusionsmetall besitzt, in Kontakt gebracht; und in diesem Stadium, durch die Durchführung der Wärmebehandlung in der Stickstoff enthaltenden Atmosphäre, diffundiert das Diffusionsmetall auf die Oberfläche des Aluminiumprodukts und die Metall- Diffusionsschicht wird gebildet. Daher liefert die vorliegende Erfindung das Aluminiumprodukt mit der Metall-Diffusionsschicht und das Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumprodukts mit einer derartigen Metall-Diffusionsschicht auf seiner Oberfläche.

Claims

1. Aluminiumprodukt mit einer Metall-Diffusionsschicht auf der Oberfläche, die Aluminium, Stickstoff und ein Diffusionsmetall umfasst, welches in Aluminium als festgesetzte Matrix diffundiert und welches zumindest eins aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet;

wobei die Diffusionsschicht durch Diffusion des Stickstoffs und des Diffusionsmetalls mit einem Gefälle nicht weniger als 1 um von der Oberfläche davon gebildet wird;

und das Diffusionsmetall nicht weniger als 1 Masseprozent ist, wenn die gesamte Metall- Diffusionsschicht als 100 Masseprozent gesetzt wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumprodukts mit einer Metall-Diffusionsschicht auf der Oberfläche davon, die Aluminium, Stickstoff und ein Diffusionsmetall umfasst, das in Aluminium als festgesetzte Matrix diffundiert und das zumindest eins aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe beinhaltet, mit den Schritten:

Eines Kontaktvorgangs, um die Oberfläche des Aluminiumprodukts mit dem Verarbeitungsmittel, welches das Legierungspulver mit dem Diffusionsmetall enthält, in Kontakt zu bringen, wobei die Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Diffusionsmetall hat; und

eines Wärmebehandlungsvorgangs zur Durchführung einer Wärmebehandlung des Aluminiumprodukts mit dem das Verarbeitungsmittel in einer Stickstoff enthaltenden Atmosphäre in Kontakt gebracht wird, so dass der Stickstoff und das Diffusionsmetall auf die Oberfläche des Aluminiumprodukts diffundieren und die Metall- Diffusionsschicht gebildet wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Legierungspulver einen Schmelzpunkt im Bereich von 350 bis 600ºC hat.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Legierung eine Legierung des Diffusionsmetalls und von Mg oder Al ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Verarbeitungsmittel eine Paste ist, die ein Metallpulver mit dem Diffusionsmetall und ein organisches Bindematerial beinhaltet, und das Verarbeitungsmittel auf die Oberfläche des Aluminiumprodukts beschichtet wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Stickstoffenthaltende Atmosphäre aus reinem Stickstoff besteht.

7. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Temperatur der Wärmebehandlung des Wärmebehandlungsvorgangs in einem Bereich von 400 bis 600ºC ist.

8. Verwendung einer Paste für eine Metall- und Stickstoff-Diffusionsbehandlung, in einer nitrierenden Atmosphäre, wobei die Paste umfasst:

Ein Legierungspulver mit einem Metallpulver mit einem Anteil von 5 bis 70 Masseprozent, mit mindestens einem Diffusionsmetall aus der aus Ni, Cr, Cu, Zn, Mg, Ti, und Ag bestehenden Gruppe, wobei die Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Diffusionsmetall hat;

eine organische Bindesubstanz mit einem Anteil von 1 bis 30 Masseprozent; und

als Rest im Wesentlichen ein Lösungsmittel.