EP0423345A1

EP0423345A1 - Method for obtaining a refractory inorganic coating on the surface of an article

Info

Publication number: EP0423345A1
Application number: EP90900414A
Authority: EP
Inventors: Alexandr Grigorievich Ul. Tretya 3-2 Merzhanov; Emil Abramovich Ul. Tsentralnaya 4V-27 Shtessel; Evgeny Petrovich Ul. Pervaya 13-4 Kostogorov
Original assignee: Institut Strukturnoi Makrokinetiki Akademii Nauk
Current assignee: Institut Strukturnoi Makrokinetiki Akademii Nauk
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1991-04-24
Also published as: WO1990012125A1; US5141776A; JPH03505756A

Abstract

Le procédé décrit concerne la chimie inorganique, et en particulier la préparation d'un mélange pulvérulent contenant un métal de transition, un non-métal, une charge inerte et un activateur. On plonge l'article à traiter dans le mélange et le place dans un milieu exempt d'oxygène, après quoi on le traite thermiquement dans ledit milieu en suivant un régime de combustion déclenché localement dans le mélange pulvérulent.The method described relates to inorganic chemistry, and in particular the preparation of a powder mixture containing a transition metal, a non-metal, an inert filler and an activator. The article to be treated is immersed in the mixture and placed in an oxygen-free medium, after which it is heat treated in said medium by following a combustion regime triggered locally in the powder mixture.

Description

Gebiet der TechnikTechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der anorganischen Chemie, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines hochschmelzenden anorganischen Überzuges auf der Werkstückoberfläche.The present invention relates to the field of inorganic chemistry, in particular to a method for producing a high-melting inorganic coating on the workpiece surface.

Zugrundeliegender Stand der TechnikUnderlying state of the art

Die immer mehr komplizierter werdende Arbeitsbedingungen der modernen Maschinen und Mechanismen verursachen die Notwendigkeit, neue metallische und keramische Werkstoffe zu erzeugen, die immer höhere mechanische und antikorrosive Eigenschaften aufweisen. Die Zweckmässigkeit solcher Einstellung ist aber zweifehlhaft, wenn man ökonomische und ökologische Faktoren (die Mangelhaftigkeit und Erschöpfung) der Vorräte des Naturrohstoffes, schädliches Einwirken auf die Umwelt von Hüttenbetrieben) berücksichtigt. Parallel zum Erzeugen neuer Materialien entwickeln sich intensiv Methoden als Alternative, die auf die Modifikation der Oberflächenschichten der vorhandenen bekannten Werkstoffe gerichtet sind, um den Erzeugnissen, die aus diesen hergestellt werden, die neuen Eigenschaften, solche wie gesteigerte Verschleissfestigkeit, Wärmebeständigkeit und verlängerte Lebensdauer in agressiven Medien zu verleihen. Zur Zeit sind eine grosse Anzahl der Verfahren zum Aufbringen von Schutzüberzügen auf die Metalle, Legierungen und keramischen Werkstoffe bekannt. Auszuscheiden ist beispielsweise ein Plasmastrahlverfahren, in dem man auf die Werkstückoberfläche eine fertige Verbindung (das Borid, Karbid, Silizid, Nitrid eines Metalls) im Strahl eines plasmabildenden Gases aufstäubt (G.V. Samsonov, A.P.Epik "Tugoplavkie pokrytia", die 2. Ausgabe, Metallurgia, Moskau, 1973, S. 118, 119).The increasingly complex working conditions of modern machines and mechanisms make it necessary to produce new metallic and ceramic materials that have ever higher mechanical and anticorrosive properties. The appropriateness of such an attitude is doubtful, however, if one takes into account economic and ecological factors (the inadequacy and exhaustion) of the stocks of the natural raw material, harmful effects on the environment of iron and steel works. In parallel to the creation of new materials, methods are developing intensively as an alternative, which are aimed at modifying the surface layers of the existing known materials, in order to give the products which are produced from them the new properties, such as increased wear resistance, heat resistance and extended service life in aggressive To lend media. A large number of processes for applying protective coatings to metals, alloys and ceramic materials are currently known. A plasma jet process is to be eliminated, for example, in which a finished compound (the boride, carbide, silicide, nitride of a metal) is sprayed onto the surface of the workpiece in the jet of a plasma-forming gas (GV Samsonov, APEpik "Tugoplavkie pokrytia", the 2nd edition, Metallurgia, Moscow, 1973, pp. 118, 119).

Das Verfahren ist in apparativer Gestaltung kompliziert, kennzeichnet sich durch einen grossen Verbrauch an elektrischer Energie, plasmabildendem Gas und aufzustäubendem Pulverstoff. Das Verfahren stellt hohe Anforderungen an die Phasenzusammensetzung, Homogenität in bezug auf den Dispersionsgrad und die Schüttbarkeit der Pulver. Die durch das Plasmastrahlverfahren erzeugten Uberzüge weisen eine hohe Porigkeit und eine schwache Adhäsion an der Unterlage auf. Das Verfahren ermöglicht es nicht, den Uberzug auf die Innenflächen des Werkstücks aufzutragen.The process is complicated in terms of equipment, characterized by a large consumption of electrical energy, plasma-forming gas and powder to be dusted. The process places high demands on the phase composition, homogeneity with regard to the degree of dispersion and the pourability of the powders. The coatings produced by the plasma jet process have high porosity and poor adhesion to the base. The method does not make it possible to apply the coating to the inner surfaces of the workpiece.

Ein anderes Verfahren nutzt verschiedene Arten der chemischen Gasphasenfällung aus (G.V.Samsonov, A.P.Epik "Tugoplavkie pokrytia", die 2. Ausgabe, Metallurgia, Moskau, 1974, S. 357-370).Another method uses different types of chemical gas phase precipitation (G.V. Samsonov, A.P. Epik "Tugoplavkie pokrytia", the 2nd edition, Metallurgia, Moscow, 1974, pp. 357-370).

Als Hauptkomponenten dienen in diesem Verfahren gasförmige Galogenide, Karbonyle oder metallorganische Verbindungen, die bei ihrer Zersetzung oder Wechselwirkung mit den anderen gasförmigen Bestandteilen der Gemische (mit Wasserstoff, Ammoniak usw.) es möglich machen, nötige Überzüge zu bilden und sie auf dem zu bearbeitenden Werkstück abzuscheiden. Zur Verwirklichung des Verfahrens werden die Werkstücke in einem Reaktor untergebracht, in dem man bei einem verminderten Druck die Reaktionsstoffe durchlässt und sie auf höhere Temperaturen (600-1200°C) erwärmt. Der Temperaturanstieg vergrössert einerseits die Haftfestigkeit zwischen dem Überzug und dem Grundwerkstoff durch deren gegenseitiges Eindiffundieren ineinander, andererseits neigen die Verbindungen, aus welchen der Überzug gebildet wird, zu einer Zersetzung oder Reduktion schon in beträchtlicher Entfernung von der erwärmten Oberfläche. Infolgedessen bilden sich die schlecht an der Unterlage haftenden Überzüge in der Form pulverförmiger Niederschläge. Das Verfahren stellt hohe Anforderungen an die Reinheit der Hauptreagenzien. Das Vorhandensein solcher Beimengungen in diesen wie Sauerstoff, Stickstoff, Wasserdämpfe führt zum Verspröden des Überzuges, zur Herabsetzung dessen Haftung an der Unterlage. Das Verfahren ist selbst gegen eine geringfügige Änderung der Konzentrationen der Reaktionsstoffe, des Druckes der Mischung, ihrer Zufuhrgeschwindigkeit empfindlich. Darüber hinaus ist die Gleichmässigkeit der Uberzüge durch die Stetigkeit und Stabilität zeitlicher Aufrechterhaltung der Temperatur der Unterlage verursacht. Alles das charakterisiert das Verfahren als ein kompliziertes in apparativer Hinsicht, das ein Vakuumaggregat, Mischsystem, Vorrichtungen zur Gaszufuhr und zur Regelung des Gasverbrauchs, ein Erhitzungssystem für die Werkstücke vorsieht. Es ist zu betonen, dass die Nomenklatur der abzuscheidenden Überzüge durch die Zahl der bestehenden gasförmigen Verbindungen von Elementen begrenzt ist, aus denen die Überzüge gebildet werden.The main components in this process are gaseous galogenides, carbonyls or organometallic compounds which, when decomposed or interact with the other gaseous constituents of the mixtures (with hydrogen, ammonia, etc.), make it possible to form the necessary coatings and place them on the workpiece to be machined to separate. To implement the process, the workpieces are accommodated in a reactor in which the reactants are let through at a reduced pressure and heated to higher temperatures (600-1200 ° C.). The rise in temperature on the one hand increases the adhesive strength between the coating and the base material by their mutual diffusion into one another, on the other hand the connections from which the coating is formed tend to decompose or reduce even at a considerable distance from the heated surface. As a result, the poorly adhering coatings form in the form of powdery precipitates. The process places high demands on the purity of the main reagents. The presence of such admixtures in these as oxygen, nitrogen, water vapors leads to embrittlement of the coating, to a reduction in its liability on the base. The process is sensitive even to a slight change in the concentrations of the reactants, the pressure of the mixture, and the rate at which it is fed. In addition, the uniformity of the coatings is caused by the continuity and stability of maintaining the temperature of the substrate over time. All this characterizes the process as a complicated in terms of equipment, which provides a vacuum unit, mixing system, devices for gas supply and for regulating gas consumption, a heating system for the workpieces. It should be emphasized that the nomenclature of the coatings to be deposited is limited by the number of existing gaseous compounds of elements from which the coatings are formed.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung eines hochschmelzenden anorganischen Überzuges auf der Werkstückoberfläche, das die Herstellung einer Mischung, die mindestens ein Metall der Übergangsgruppe des Elementensystems, einen Füllstoff und einen Aktivator enthält, die Unterbringungen in diesem Gemisch des zu bearbeiten-den Werkstückes und die Anordnung des Gemisches mit dem Werkstück in ein sauerstofffreies Medium mit anschliessender Wärmebehandlung in diesem Medium vorsieht (G.N. Dubinin, M.G.Karpman, D.F.Altshuler, A.S.Viskov. "Diffusionnoe vanadirovanie zhelesa i nerzhavejuschei stali". Sammelband "Khimiko-termicheskaya obrabotka metallov i splavov", redigiert von L.S.Lyakhovich, Minsk, 1974, S. 126).A method is known for producing a high-melting inorganic coating on the workpiece surface, which comprises producing a mixture which contains at least one metal of the transition group of the element system, a filler and an activator, the accommodation in this mixture of the workpiece to be processed and the arrangement of the mixture with the workpiece in an oxygen-free medium with subsequent heat treatment in this medium (GN Dubinin, MG Karpman, DFAltshuler, ASViskov. "Diffusionnoe vanadirovanie zhelesa i nerzhavejuschei stali". Compilation "Khimiko-termicheskaya obravotka" metallov by LS Lyakhovich, Minsk, 1974, p. 126).

Das Verfahren ist zur Herstellung der vanadierten Diffusionsschichten auf dem Eisen und nichtrostendem Stahl bestimmt, darum nutzt man eine Pulvermischung aus, die als Sättigungselement Vanadin in einer Menge von 50 Ma .-%, als inerten Füllstoff Aluminiumoxid in einer Menge von 48 Ma .-% und als Aktivator Ammoniumchlorid in einer Menge von 2 Ma, -% enthält. Die Umsetzung des Ammoniumchlorids mit dem Vanadin und das Übertragen infolge dieser Wechselwirkung des Vanadins zur Oberfläche der Werkstücke ist lediglich bei höheren Temperaturen ermöglicht. Deshalb schliesst das Verfahren eine Wärmebehandlung der Werkstücke ein, bei der sie in der Pulvermischung bei Temperaturen von 900-1150°C untergebracht werden. Man führt die Wärmebehandlung durch Erwärmen der Mischung mit den Werkstücken über die Aussenfläche der Mischung aus. Das Verfahren ermöglicht es nicht, eine andere Art der Wärmebehandlung zu verwenden, weil die benutzte Pulvermischung thermoneutral bei jedem beliebigen Verhältnis der enthaltenen Komponenten ist. Das Ergebnis der Behandlung der Werkstücke nach dem bekannten Verfahren ist die Bildung nur einer vanadierten Diffusionsschicht. Der Prozess der Eindiffundierung der Vanadinatome in Eisen und Stahl verwirklicht man unter den isothermischen Hochtemperaturbedingungen, infolgedessen ist die Stärke der gebildete Vanadinschicht bei beliebiger fixierten Menge vom Aktivator, d.h. bei beständiger Aktivität des Gasmediums, eine Funktion der Zeit und des Diffusionsgrades des Vanadins im Eisen und Stahl. Unter Berücksichtigung der kleinen Werten des Diffusionskoeffizienten, die für die feste Körper kennzeichnend sind, wird im Verfahren lange Sättigungszeit ausgenutzt (von 3 bis 9 Stunden). Die Verwirklichung des Prozesses nach diesem Verfahren führt demzufolge zu einem grossen Energieaufwand für Erwärmung. Aber selbst bei langen Hochtemperaturhaltezeiten ist das Verfahren praktisch nicht anwendbar zum Auftragen der Überzüge auf nichtmetallische, zum Beispiel keramische Stoffe, bei denen die Diffusionsbeweglichkeit jedes Elementes, das den Überzug formiert, sehr gering ist. Eine ähnliche Schwierigkeit entsteht auch bei Anwendung als diffundierendes Element eines Übergangsmetalls mit einer grossen Atomnummer, beispielsweise von Molybdän, Wolfram, selbst in dem Fall des Aufbringens der Überzüge auf metallische Unterlagen. Das Verfahren ist also sowohl nach der Momenklatur der verwendeten Übergangsmetalle als auch nach der Nomenklatur der zu überziehenden Werkstoffe eingeschränkt. Es bietet sich keine Möglichkeit, einen Überzug zu erzeugen, der hauptsächlich nach diesem Verfahren auf die Oberfläche des Werkstücks abgeschieden ist, weil die Temperaturgradienten in einer thermoneutralen Pulvermischung bei deren dauerndem isothermischen Halten praktisch fehlen.The process is intended for the production of vanaded diffusion layers on iron and stainless steel, therefore a powder mixture is used which contains vanadium in a quantity of 50% by mass as a saturation element and 48% by weight in aluminum oxide as an inert filler. and contains ammonium chloride as an activator in an amount of 2% by mass. Implementation of the Ammonium chloride with the vanadium and the transfer due to this interaction of the vanadium to the surface of the workpieces is only possible at higher temperatures. The process therefore includes heat treatment of the workpieces, in which they are placed in the powder mixture at temperatures of 900-1150 ° C. The heat treatment is carried out by heating the mixture with the workpieces over the outer surface of the mixture. The method does not make it possible to use any other type of heat treatment because the powder mixture used is thermoneutral with any ratio of the components contained. The result of treating the workpieces by the known method is the formation of only one vanaded diffusion layer. The process of diffusing the vanadium atoms into iron and steel is carried out under isothermal high-temperature conditions.As a result, the thickness of the vanadium layer formed with any fixed amount of the activator, i.e. with constant activity of the gas medium, is a function of the time and degree of diffusion of the vanadium in iron and Stole. Taking into account the small values of the diffusion coefficient, which are characteristic of the solid, long saturation times are used in the process (from 3 to 9 hours). The implementation of the process according to this method therefore leads to a large expenditure of energy for heating. But even with long high-temperature holding times, the method is practically not applicable for applying the coatings to non-metallic, for example ceramic, materials, in which the diffusibility of movement of each element that forms the coating is very low. A similar difficulty also arises when used as a diffusing element of a transition metal with a large atom number, for example of molybdenum, tungsten, even in the case of applying the coatings to metallic substrates. So the procedure is both according to the moment nomenclature the transition metals used as well as according to the nomenclature of the materials to be coated. There is no possibility of producing a coating which is mainly deposited on the surface of the workpiece by this method, because the temperature gradients in a thermo-neutral powder mixture are practically absent when it is held isothermally.

Bei Ausnutzun mehrerer Übergangsmetalle in der Pulvermischung oder bei zusätzlicher Einführung anderer chemischer Elemente bei der unveränderlichen Wärmebehandlung und dem verwendeten Aktivator erfolgt eine bevorzugte Sättigung mit nur einem der Elemente, dessen Diffusionsbeweglichkeit in der Unterlage maximal ist. Die Elemente der Pulvermischung, die miteinander chemische Verbindungen bilden, können doch auf die Oberfläche nicht übertragen werden.If several transition metals are used in the powder mixture or if additional chemical elements are introduced during the immutable heat treatment and the activator used, saturation is preferred with only one of the elements, the diffusion mobility of which is maximum in the base. The elements of the powder mixture that form chemical bonds with one another cannot be transferred to the surface.

Das Verfahren benutzt den inerten Füllstoff Al₂O₃ zur Vermeidung einer Sinterung der Pulvermischung bei den hohen Temperaturen des isothermischen Haltens. Seine grosse Menge (48 Ma .-%) vermindert jedoch den Gesamtgehalt der Mischung an Übergangsmetall und Aktivator, wodurch die Aktivität der Gasphase herabgesetzt wird.The process uses the inert filler Al₂O₃ to avoid sintering of the powder mixture at the high temperatures of the isothermal hold. However, its large amount (48% by mass) reduces the total content of transition metal and activator in the mixture, as a result of which the activity of the gas phase is reduced.

Ausserdem führt die Anwendung eines inerten Füllstoffes, der sich nach der Zusammensetzung von dem Sättigungselement der Pulvermischung unterscheidet, zu einer Verunreinigung des erzeugten Überzuges mit Beimengungselementen, was sich nicht immer auf seine Eigenschaften günstig auswirkt.In addition, the use of an inert filler which differs in composition from the saturation element of the powder mixture leads to contamination of the coating produced with admixture elements, which does not always have a favorable effect on its properties.

Sauerstofffreies Medium wird in dem bekannten Verfahren durch das Verdrängen der Luftatmosphäre aus dem Volumen der Pulvermischung mit dem sich während der Wärmebehandlung verdampfenden Aktivator erzeugt. Diese Methode erweist sich nicht immer als zuverlässig, um die Komponenten der Pulvermischung und die Oberfläche des zu überziehenden Werkstückes vor Oxydierung zu schützen.In the known method, oxygen-free medium is generated by displacing the air atmosphere from the volume of the powder mixture with the activator which evaporates during the heat treatment. This method does not always prove to be reliable in order to protect the components of the powder mixture and the surface of the workpiece to be coated from oxidation.

Schliesslich führt das dauernde Halten bei höheren Temperaturen zu physikalisch-chemischen Umwandlungen im Stoff des eigentlichen Werkstückes, was sich auf seine Eigenschaften auswirkt (Versprödung, Festigkeitsverluste, Anlassen).Finally, the constant holding at higher temperatures leads to physical-chemical transformations in the material of the actual workpiece, which affects its properties (embrittlement, loss of strength, tempering).

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines hochschmelzenden anorganischen Überzuges auf der Werkstückoberfläche zu entwickeln, das es ermöglicht, durch einen qualitativen und quantitativen Gehalt an Komponenten und durch Durchführung der Wärmebehandlung auf eine bestimmte Weise die Ablaufgeschwindigkeit und somit die Leistung des Prozesses zu steigern, seinen Energieaufwand bedeutend zu vermindern, und könnte dazu beizutragen, dass hochschmelzende anorganische Überzüge einer breiten Verbindungsklasse der Metalle mit den Nichtmetallen erzeugt werden.The invention has for its object to develop a method for producing a high-melting inorganic coating on the workpiece surface, which makes it possible, by a qualitative and quantitative content of components and by performing the heat treatment in a certain way, the running speed and thus the performance of the process to increase, significantly reduce its energy consumption, and could contribute to the production of high-melting inorganic coatings of a wide class of compounds of the metals with the non-metals.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines hochschmelzenden anorganischen Überzuges auf der Werkstückoberfläche gelöst, das die Herstellung einer Pulvermischung einschliesst, die mindestens ein Ubergangsmetall des Elementensystems, einen inerten Füllstoff und einen Aktivator enthält, ferner die Unterbringung des zu bearbeitenden Werkstücks in der Mischung und Anordnung der Mischung mit dem Werkstück in ein sauerstoffreies Medium mit anschliessender Wärmebehandlung in dem genannten Medium vorsieht und in dem man, erfindungsgemäss, in die Pulvermischung zusätzlich mindestens ein Nichtmetall des Elementensystems, das zu einer exothermi-Reaktion mit dem Übergangsmetall fähig ist, einführt, wobei der Gesamtgehalt an Übergangsmetall und Nichtmetall von etwa 80 bis etwa 94 Ma .-% beträgt und das Übergangsmetall und Nichtmetall in einem stöchiometrischen Verhältnis stehen, das der Valenz des Übergangsmetalls entspricht, Jod als Aktivator in einer Menge von etwa 1 bis etwa 5 Ma .-% verwendet und die Verbindung des benutzten Übergangsmetalls mit dem Nichtmetall als inerten Füllstoff in der restlichen Menge verwendet, dabei wählt man das Verhältnis der Masse der Pulvermischung zur Masse des zu bearbeitenden Werkstücks in einem Bereich von etwa I:0,5 bis etwa 1:1, als sauerstoffreies Medium verwendet man Argon, die Wärmebehandlung führt man im Zustand des Brennens von der örtlichen Initiierung der Pulvermischung durch.The object is achieved by a method for producing a high-melting inorganic coating on the workpiece surface, which includes the production of a powder mixture which contains at least one transition metal of the element system, an inert filler and an activator, and furthermore the placement of the workpiece to be processed in the mixture and arranging the mixture with the workpiece in an oxygen-free medium with subsequent heat treatment in said medium and in which, according to the invention, at least one non-metal of the element system which is capable of an exothermic reaction with the transition metal is additionally introduced into the powder mixture, wherein the total transition metal and non-metal content is from about 80 to about 94% by mass and the transition metal and non-metal are in a stoichiometric ratio that is the valence of the transition metal corresponds, iodine used as an activator in an amount of about 1 to about 5% by mass and the compound of the transition metal used with the non-metal is used as an inert filler in the remaining amount, the ratio of the mass of the powder mixture to the mass of the mixture being chosen machining workpiece in a range from about I: 0.5 to about 1: 1, argon is used as the oxygen-free medium, the heat treatment is carried out in the state of firing from the local initiation of the powder mixture.

Dieselbe Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines hochschmelzenden anorganischen Überzuges auf der Werkstückoberfläche gelöst, das die Herstellung einer Pulvermischung, die mindestens ein Übergangsmetall des Elementensystems, einen inerten Füllstoff und einen Aktivator enthält, die Unterbringung des zu bearbeitenden Werkstückes in der Mischung und die Anordnung der Mischung mit dem Werkstück in ein sauerstoffreies Medium mit anschliessender Wärmebehandlung in dieser Mischung vorsieht, in dem man, erfindungsgemäss, das Übergangsmetall in einer Menge von 78-94 Ma .% der Gesamtmasse der Mischung nimmt, als Aktivator Jod in einer Menge von 1-5 Ma. -% und als inerten Füllstoff das Nitrid des verwendeten Ubergangsmetalls in der restlichen Menge anwendet, dabei wählt man das Verhältnis der Masse der Pulvermischung zur Masse des zu bearbeitenden Werkstücks in einem Bereich von etwa 1:0,5 bis etwa 1:1, als sauerstoffreies Medium wird Argon benutzt, in die Pulvermischung wird zusätzlich gasförmiger Stickstoff eingeführt, wobei das inerte Gas und der gasförmige Stickstoff gemeinsam in einem Volumenverhältnis von 1:10 mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,01 bis etwa 0,02 1/min pro 1 cm² Fläche des Querschnitts der Mischung eingeführt werden, und wobei die Wärmebehandlung im Brennzustand von der örtlichen Initiierung der Pulvermischung durchgeführt wird.The same object is also achieved by a method for producing a high-melting inorganic coating on the workpiece surface, which comprises the production of a powder mixture which contains at least one transition metal of the element system, an inert filler and an activator, the placement of the workpiece to be processed in the mixture and Arrange the mixture with the workpiece in an oxygen-free medium with subsequent heat treatment in this mixture, in which, according to the invention, the transition metal is used in an amount of 78-94% by mass of the total mass of the mixture, as activator iodine in an amount of 1 -5 Ma. -% and as the inert filler the nitride of the transition metal used in the remaining amount, the ratio of the mass of the powder mixture to the mass of the workpiece to be machined is selected in a range from about 1: 0.5 to about 1: 1, as oxygen-free Medium argon is used, gaseous nitrogen is additionally introduced into the powder mixture, the inert gas and the gaseous nitrogen together in a volume ratio of 1:10 at a rate of about 0.01 to about 0.02 1 / min per 1 cm 2 area of the cross-section of the mixture are introduced, and wherein the heat treatment in the firing state is carried out by the local initiation of the powder mixture.

Das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung eines hochschmelzenden anorganischen Überzuges auf der Werkstückoberfläche besteht in einem gemeinsamen Verlaufen der Wärme-, chemischer und Diffusionsprozesse bei Umsetzung der in der Pulvermischung enthaltenen Elemente. Bei der örtlichen Wärmeinitiierung beginnt das Übergangsmetall (oder Metalle) sich exothermisch mit dem in die Mischung eingeführten Nichtmetall umzusetzen. Der Reaktionsherd pflanzt sich über die Mischung als Flammenfront mit einer Geschwindigkeit von 0,4-3,0 cm/s fort. Da die Temperatur in der Flammenfront über den Raum verbreitet ist und sich von der Anfangstemperatur, die der Umgebungstemperatur (t 20°C) entspricht, bis auf die Brenntemperatur (t 1500-3000°C) ändert, ist im Gebiet deren Anwachsens, genannt die Durchwärmungszone, eine Gasifizierung Jod möglich. Gleichzeitig erfolgt seine heterogene Wechselwirkung mit dem Übergangs- und Nichtmetall. Infolge dieser Wechselwirkung bilden sich flüchtige Jodide der genannten Elemente. Kennzeichnend ist es, dass das Verlaufen der Reaktionen in direkter Richtung und die Bildung flüchtiger Jodide bei relativ niedrigen Temperaturen (bis 900°C) vor sich gehen. Die gebildeten Jodidkomplexe des Übergangsmetalls und Nichtmetalls werden durch Diffundierung im Gasmedium über die Poren der Pulvermischung zur Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks übertragen. Eine weitere Steigerung der Temperatur mit der Fortpflanzung der Flammenfront (über 900°C) führt zum Verschieben des chemischen Gleichgewichtes und zum Verlaufen der Umkehrreaktionen - der Reaktionen des thermischen Zerfalls und der Disproportionierung von Jodiden. Die dabei ausgeschiedene Übergangs- und Nichtmetall fallen auf der Werkstückoberfläche aus. Das Vorhandensein der hohe Temperatur führt zu einer Wechselwirkung der auf der Werkstückoberfläche ausgefällten Elemente miteinander und mit dem Stoff der Unterlage und formiert somit einen hochschmelzenden anorganischen Überzug.The essence of the method according to the invention for producing a high-melting inorganic coating on the workpiece surface consists in a common course of the heat, chemical and diffusion processes when the elements contained in the powder mixture are converted. During local heat initiation, the transition metal (or metals) begins to react exothermically with the non-metal introduced into the mixture. The reaction center propagates over the mixture as a flame front at a speed of 0.4-3.0 cm / s. Since the temperature in the flame front is widespread across the room and changes from the initial temperature, which corresponds to the ambient temperature (t 20 ° C), to the firing temperature (t 1500-3000 ° C), the area where it grows is called the Warming zone, gasification iodine possible. At the same time, its heterogeneous interaction with the transition and non-metal occurs. As a result of this interaction, volatile iodides of the elements mentioned are formed. It is characteristic that the reactions proceed in the direct direction and the formation of volatile iodides occurs at relatively low temperatures (up to 900 ° C). The iodide complexes formed of the transition metal and non-metal are transferred to the surface of the workpiece to be machined by diffusion in the gas medium via the pores of the powder mixture. A further increase in temperature with the propagation of the flame front (over 900 ° C) leads to a shift in the chemical equilibrium and to the reversal reactions - the reactions of thermal decomposition and the disproportionation of iodides. The transition and non-metal precipitated out on the workpiece surface. The presence of the high temperature leads to an interaction of the elements precipitated on the workpiece surface with one another and with the material of the base and thus forms a high-melting inorganic coating.

Die Geschwindigkeit der Bildung des Überzuges, dessen Zusammensetzung, Stärke, Qualität und die Veränderung der Phasen- und Strukturzusammensetzung des eigentlichen Werkstoffs infolge der Erwärmung werden durch die Temperatur, die sich im Brennprozess entwickelt, und die Bewegungsgeschwindigkeit der Flammenfront bestimmt, welche von der Zusammensetzung der Ausgangspulvermischung und dem Verhältnis zwischen den Massen der verwendeten Mischung und des zu überziehenden Werkstücks abhängig sind.The speed of the formation of the coating, its composition, strength, quality and the change in the phase and structural composition of the actual material as a result of the heating are determined by the temperature which develops in the firing process and the speed of movement of the flame front, which depends on the composition of the Starting powder mixture and the ratio between the masses of the mixture used and the workpiece to be coated.

Die Zusammensetzung der Mischung und das Massenverhältnis werden aus der Bedingung gewählt, dass erstens die Grösse der Wärmeentwicklung die Grosse der gesamten Wärmeverluste in der Reaktionszone übersteigt, diese Bedingung ist für die Verwirklichung der Flammenführung des Prozesses nötig. Zweitens muss die Heizrate für die Werkstückoberfläche, hoch sein, um die Prozesse der Eindiffundierung der abzuscheidenden Elemente ins Innere des Werkstücks zu intensivieren, wodurch die Ahäsionseigenschaften des Überzuges ansteigen. Drittens müssen die chemischen Transportreaktionen, d.h. die Reaktionen der Bildung und des Zerfalls von Jodiden des Übergangsmetalls und Nichtmetalls und der Transport dieser Element zur Oberfläche, zur rechten Zeit verlaufen. Und schliesslich müssen die maximale Temperatur des Prozesses und die Zeit deren Aufrechterhaltung so gross sein, dass die Phasen- und Strukturumwandlungen im Kernstoff des zu bearbeitenden Werkstückes nicht vor sich gehenkönnen.The composition of the mixture and the mass ratio are chosen on the condition that firstly the size of the heat generation exceeds the size of the total heat losses in the reaction zone, this condition is necessary for the flame control of the process to be realized. Second, the heating rate for the workpiece surface must be high in order to intensify the processes of diffusing the elements to be deposited into the interior of the workpiece, which increases the adhesive properties of the coating. Third, the chemical transport reactions, i.e. the reactions of the formation and decay of iodides of the transition metal and non-metal and the transport of this element to the surface are timely. And finally, the maximum temperature of the process and the time to maintain it must be so great that the phase and structure changes in the core material of the workpiece to be machined cannot take place.

Die zusätzliche Einführung eines Nichtmetalls in die Pulvermischung, das zu einer exothermischen Reaktion mit dem Übergangsmetall fähig ist, ermöglicht die Verwirklichung der Flammenführung des Prozesses. Dabei ermöglicht die Einhaltung des stöchiometrischen Verhätlnises zwischen Metall und Nichtmetall, das der Valenz des Übergangsmetalls entspricht, eine möglichst grosse Wärmeentwicklung. Die Abweichung von dem stöchiometrischen Verhältnis sowohl im Sinne des Überschusses an Übergangsmetall als auch im Sinne des Überschusses an Nichtmetall führt zu einer nicht völligen Umwandlungstiefe nach der überschüssigen Komponente und zur Verunreinigung des Überzugs mit der übriggebliebenen nichtreagierten Komponente.The additional introduction of a non-metal into the powder mixture, which is capable of an exothermic reaction with the transition metal, enables the flame control of the process to be realized. Maintaining the stoichiometric ratio between metal and non-metal, which corresponds to the valence of the transition metal, enables the greatest possible heat generation. The deviation from the stoichiometric ratio both in the sense of the excess of transition metal as well as in the sense of the excess of non-metal leads to an incomplete depth of conversion for the excess component and to contamination of the coating with the remaining unreacted component.

Der Gesamtgehalt an Ubergangsmetall und Nichtmetall muss 80-94 Ma. -% der Gesamtmasse der Mischung betragen. Bei Verminderung dieser Menge auf unter 80 Ma. -% ist die Mischung nicht befähigt, selbständig von örtlicher Initiierung zu brennen, weil die konzentrierte Grenze nach dem Verdünnen übersteigen wird. Das Übertreffen des Gehaltes an stöchiometrischer Mischung des Übergangsmetalls mit dem Nichtmetall auf über 94 Ma. -% führt zu einer hohen Brenngeschwindigkeit, bei der die Transportreaktionen nicht zur rechten Zeit verlaufen sein können, und zu einer hohen Brenntemperatur, die eine Sinterung der Pulvermischung und eine Abschmelzung der Werkstückoberfläche hervorruft.The total content of transition metal and non-metal must be 80-94 Ma. -% of the total mass of the mixture. If this amount is reduced to less than 80 Ma. -% the mixture is incapable of burning independently from local initiation because the concentrated limit will exceed after dilution. Exceeding the stoichiometric mixture content of the transition metal with the non-metal to over 94 Ma. -% leads to a high burning rate, at which the transport reactions cannot have taken place at the right time, and to a high firing temperature, which causes the powder mixture to sinter and the workpiece surface to melt.

Die Auswahl des Gehaltes der Mischung an Übergangsmetall von 78-94 Mass.-% ist dadurch verursacht, dass der Prozess der Brennung des Übergangsmetalls mit dem Stickstoff mit einer Geschwindigkeit verlaufen kann, die die Möglichkeit parallelen Ablaufs chemischer Transportreaktionen gewährleistet. Bei einem Gehalt an Ubergangsmetall von unter 78 Ma. -% wird der Prozess einer schichtweisen Brennung infolge geringer summarischer Wärmeabgabe unmöglich. Bei einem Gehalt an Übergangsmetall von über 94 Ma. -% verbreitet sich die Flammenfront über die Pulvermischung. Jedoch ist dabei charakteristische Brennzeit weniger als charakteristische Zeit des Verlaufens von Transportreaktionen, wodurch die Bildung eines Überzuges aus Metallnitrid auf dem Werkstück unmöglich wird.The selection of the content of transition metal in the mixture of 78-94% by mass is caused by the fact that the process of burning the transition metal with the nitrogen can proceed at a rate which ensures the possibility of chemical transport reactions taking place in parallel. With a transition metal content of less than 78 Ma. -% the process of a layered combustion becomes impossible due to the low total heat emission. With a transition metal content of over 94 Ma. -% the flame front spreads over the powder mixture. However, the characteristic burning time is less than the characteristic time of the course of the transport reactions, which makes it impossible to form a coating of metal nitride on the workpiece.

Die Geschwindigkeit der Zuführung von Argon und gasförmigem Stickstoff in ausgewählten Grenzen von 0,01 bis 0,02 1/min bewirkt die Bildung einer stöchiometrischen Verbindung des Ubergangsmetall mit Stickstoff. Darüber hinaus ermöglicht die Zuführung von Stickstoff mit Argon in einem gewählten Bereich der Geschwindigkeit in Verbindung mit einer gewählten quantitativen Zusammensetzung der Pulvermischung die Verwirklichung einer schichtweisen Flammenführung. Bei der Zufuhrgeschwindigkeit weniger als 0,01 1/min sinkt infolge eines Mangels an Nichtmetall - gasförmigen Stickstoff - die gesamte Wärmeentwicklung. Der Prozess kann sich nicht frontal verbreiten. Bei der Geschwindigkeit der Zuführung vom Gasgemisch über 0,02 1/min erfolgt ein starkes Anwachsen der Temperatur, das Abschmelzen der Pulvermischung, deren Anheften an der Werkstückoberfläche.The rate of supply of argon and gaseous nitrogen within selected limits of 0.01 to 0.02 1 / min causes the formation of a stoichiometric Connection of the transition metal with nitrogen. In addition, the supply of nitrogen with argon in a selected range of the speed in connection with a selected quantitative composition of the powder mixture enables the realization of a layered flame control. At a feed rate of less than 0.01 1 / min, the total heat development drops due to a lack of non-metal - gaseous nitrogen. The process cannot spread frontally. At the speed of the supply of the gas mixture above 0.02 1 / min there is a strong increase in temperature, the melting of the powder mixture and its attachment to the workpiece surface.

Die Anwendung von Jod als Aktivator erweitert die Nomenklatur der abzuscheidenden Überzüge. denn dieses Element wird schon in der Durchwärmungszone der Flammenfront gasifiziert und reagiert leicht mit allen Übergangsmetallen und mit den meisten Nichtmetallen, indem es bei der Brenntemperatur gasförmige Komplexe bildet, aus welchen durch Zerfallsreaktionen sich ein Überzug formiert. Die Einführung von Jod übt eine stabilisierende Wirkung auf den Brennprozess aus. Die Jodmenge in der Pulvermischung wird in einem Bereich von 1-5 Ma. -% ausgewählt. Bei einem geringeren Gehalt wird das Brennen instabil, der Uberzug hat eine kleine Stärke (unter 5 µm). Dichtigkeitsbrüche. Bei einem Gehalt der Mischung an Jod von über 5 Ma. -% erfolgt infolge einer bedeutenden Ubersättigung von Jodiden bei der Temperatur des Brennens eine Kondensierung der Elemente in der Gasphase in beträchtlicher Entfernung vom Werkstück und die Bildung des Uberzuges in der Form pulverförmiger Niederschläge, die mit dem Grundstoff schwach verbunden sind.The use of iodine as an activator extends the nomenclature of the coatings to be deposited. because this element is already gasified in the warming zone of the flame front and reacts easily with all transition metals and with most non-metals by forming gaseous complexes at the firing temperature, from which a coating is formed by decomposition reactions. The introduction of iodine has a stabilizing effect on the burning process. The amount of iodine in the powder mixture is in a range of 1-5 Ma. -% selected. With a lower content, the firing becomes unstable, the coating has a small thickness (less than 5 µm). Leakage breaks. If the mixture contains more than 5 Ma of iodine. -% occurs due to a significant oversaturation of iodides at the firing temperature, a condensation of the elements in the gas phase at a considerable distance from the workpiece and the formation of the coating in the form of powdery precipitates, which are weakly associated with the base material.

Die Einführung der Verbindung des verwendeten Übergangsmetalls mit dem Nichtmetall in der restlichen Menge als inerter Füllstoff in die Pulvermischung dient zur Regelung der Temperatur und der Brenngeschwindigkeit der Pulvermischung. Die Zusammensetzung der Verbindung des Ubergangsmetalls mit dem Nichtmetall ist mit der Zusammensetzung des aufzubringenden Überzuges indentisch und verunreinigt den Uberzug mit fremden Beimengungselementen nicht.The introduction of the compound of the transition metal used with the non-metal in the remaining amount as an inert filler into the powder mixture serves to regulate the temperature and the burning rate the powder mixture. The composition of the connection of the transition metal with the non-metal is identical to the composition of the coating to be applied and does not contaminate the coating with foreign admixing elements.

Die Einführung des Nitrids eines Ubergangsmetalls, das in bezug auf die in der Pulvermischung enthaltenen Elemente inert ist, dient auch zur Regelung der Temperatur und Geschwindigkeit der Brennung und verunreinigt den Uberzug mit keinen fremden Beimengungselementen. Das ausgewählte Verhältnis der Masse der Pulvermischung zur Masse des zu bearbeitenden Werkstücks in einem Bereich von 1 : (0,5-1,0) sichert eine stabile Flammengührung der Pulvermischung und eine Regelung der Maximaltemperatur, die im Prozess der Brennung entwickelt wird.The introduction of the nitride of a transition metal which is inert with respect to the elements contained in the powder mixture also serves to regulate the temperature and speed of the combustion and does not contaminate the coating with any foreign admixture elements. The selected ratio of the mass of the powder mixture to the mass of the workpiece to be processed in a range of 1: (0.5-1.0) ensures stable flame control of the powder mixture and regulation of the maximum temperature, which is developed in the process of firing.

Bei dem Wert diesem Verhältnisses, der grösser als 1 : (0,5-1.0) ist, ist der Wärmevorrat. der in der chemisch reagierenden Mischung eingeschlossen ist, selbst unter der Bedingung deren maximaler Verdünnung mit inertem Füllstoff, bei der noch die stabile Flammenführung zu verwirklichen ist, so gross, dass er unerwünschten Phasen- und Strukturumwandlungen des Stoffes der zu überziehenden Werkstücke (die Schmelz- und Rekristallisierungsprozesse für Metalle und Legierungen, die Rissbildung und Brüche für die Keramik) hervorruft. Die Grösse des Verhältnisses zwischen den Massen der Pulvermischung und des Werkstückes weniger als 1: (0,5-1,0) führt umgekehrt zur ungenügenden Durchwärmung selbst der Oberflächenschichten der Werkstücke, was eine schwache Adhäsion des aufzutragenden Uberzuges verursacht. Dabei führt das Vorhandensein eines Wärmeüberganges sowohl in das Werkstück als auch in die Umgebung der Pulvermischung zu grösseren Wärmeverlusten und zur Unmöglichkeit des Verlaufens des Prozesses bei Flammenführung. Wenn der Wert des Verhältnisses der Masse der Pulvermischung zur Masse des zu bearbeitenden Werkstücks in einem Bereich von 1:(0,5-1,0) liegt, beträgt die durchschnittliche maximale Temperatur der Erwärmung des Werkstücks 550-800°C. In der Abhängigkeit von dem charakteristischen Längenmass des Werkstücks und den wärmephysikalischen Eigenschaften seines Stoffes kann dabei die Durchwärmung der Oberflächenschichten bedeutend (bis auf die Brenntemperatur) und die der Mittengebiete - gering sein.The heat reserve is at the value of this ratio, which is greater than 1: (0.5-1.0). which is included in the chemically reacting mixture, even under the condition of its maximum dilution with inert filler, in which the stable flame control can still be achieved, is so great that it prevents undesirable phase and structural changes in the material of the workpieces to be coated (the melting and recrystallization processes for metals and alloys, which causes cracking and fractures for the ceramic). The size of the ratio between the masses of the powder mixture and the workpiece less than 1: (0.5-1.0) conversely leads to insufficient heating of even the surface layers of the workpieces, which causes poor adhesion of the coating to be applied. The presence of heat transfer both into the workpiece and into the surroundings of the powder mixture leads to greater heat losses and to the impossibility of the process running when the flame is carried. If the value of the ratio of the mass of the powder mixture to the mass of the material to be processed Workpiece is in a range of 1: (0.5-1.0), the average maximum temperature of the heating of the workpiece is 550-800 ° C. Depending on the characteristic length dimension of the workpiece and the thermal-physical properties of its material, the heating of the surface layers can be significant (except for the firing temperature) and that of the central areas - low.

Aber die kurze Zeit der Erwärmung bei Flammenführung (nach dem Passieren der Flammenfront tritt eine Kühlung auf) führt zu keinen merklichen Phasen - und Strukturumwandlungen des Stoffes der Werkstücke.But the short time of warming with flame guidance (cooling occurs after passing through the flame front) does not lead to any noticeable phase and structural changes in the material of the workpieces.

Die Anwendung von Argon als sauerstoffreies Medium verhindert die Oxydation der auf eine hohe Temperatur erhitzten Pulvermischung und Werkstücke, die in dieser enthalten sind, und ermöglicht es, den Prozess bei einem Druck durchzuführen, der dem Druck der Umgebung gleich ist, ohne schützende hermetisierenden Vorrichtungen anzuwenden. Das Vorhandensein von Argon hemmt nicht das Verlaufen des Brennungsprozesses und chemischer Transportreaktionen. Da Argon inert ist, werden bei seiner Anwendung keine chemische Beimengungselemente eingetragen. Die Zufuhr von Stickstoff zusammen mit Argon in dem Volumenverhältnis 1:10 ermöglicht einerseits, die Mischung und die Werkstücke völlig vor Oxydierung zu schützen, und andererseits beeinflusst sie die Verwirklichung der Flammenführung nicht.The use of argon as an oxygen-free medium prevents the oxidation of the powder mixture heated to a high temperature and workpieces contained therein, and makes it possible to carry out the process at a pressure which is equal to the pressure of the environment, without using protective hermeticizing devices . The presence of argon does not inhibit the firing process and chemical transport reactions. Since argon is inert, no chemical admixing elements are used when it is used. The addition of nitrogen together with argon in a volume ratio of 1:10 enables the mixture and the workpieces to be completely protected against oxidation, on the one hand, and on the other hand does not affect the implementation of the flame control.

Örtliche Initiierung, d.h. das Erteilen eines Wärmeimpulses der exothermischen Mischung auf einer eingeschränkten Fläche ihrer Oberfläche, ist ein einziges mögliches Intiierungsverfahren, in dessen Ergebnis der Prozess in den Zustand einer schichtweisen Brennung übergeht. Eine beliebige andere Art der Initiierung führt zu einem räumlichen Verlaufen der Reaktion. d-h. ruft den Zustand einer Wärmeexplosion hervor, bei dem der Prozess der Herstellung eines Überzuges bei den genannten Zusammensetzungen der Pulvermischung und dem genannten Verhältnis zwischen den Massen der Mischung und Werkstücke nicht zu verwirklichen ist.Local initiation, ie giving a heat pulse to the exothermic mixture on a restricted area of its surface, is the only possible initiation process, as a result of which the process changes into a layer-by-layer combustion. Any other type of initiation leads to a spatial course of the reaction. ie. evokes the condition of a heat explosion, in which the process of making a coating on the above compositions of the powder mixture and the relationship between the masses of the mixture and the workpieces cannot be achieved.

Es ist zweckmässig, Bor als Nichtmetall und das Borid des verwendeten Ubergangsmetalls als Verbindung des verwendeten Ubergangsmetalls mit dem Nichtmetall auszunutzen.It is expedient to use boron as the non-metal and the boride of the transition metal used as the compound of the transition metal used with the non-metal.

Die Einführung von Bor und dessen Wechselwirkung mit dem Ubergangsmetall und mit Jod führt zur Bildung von Uberzügen aus dem Borid des Übergangsmetalls mit einer hohen Mikrohärte. Ausserdem weist das Bor als Element mit einer kleinen Atomnummer eine ziemlich hohe Diffusionsbeweglichkeit in metallenen Stoffen und Legierungen auf. Das führt zur Bildung breiter Diffusionszonen (bis 10-50 µm), die hohe Haftungseigenschaften des Uberzuges sichern. Die Einführung von Metallborid als Zielprodukt der Umwandlung der anfänglichen Ubergangsmetall und Bor dient zur Regelung der Temperatur des Brennens der Mischung, weil es in bezug auf die chemisch aktiven Hauptkomponenten der Mischung inert ist. Darüber hinaus ist die Elementenzusammensetzung des Borids des Ubergangsmetalls der Zusammensetzung des erzeugten Uberzuges identisch, deshalb findet keine Verunreinigung des Uberzugs mit fremden chemischen Beimengungselementen statt.The introduction of boron and its interaction with the transition metal and with iodine leads to the formation of coatings from the boride of the transition metal with a high microhardness. In addition, as an element with a small atom number, the boron has a rather high diffusion mobility in metallic substances and alloys. This leads to the formation of wide diffusion zones (up to 10-50 µm), which ensure high adhesion properties of the coating. The introduction of metal boride as the target product of the conversion of the initial transition metal and boron serves to regulate the temperature of the firing of the mixture because it is inert with respect to the main chemically active components of the mixture. In addition, the elemental composition of the boride of the transition metal is identical to the composition of the coating produced, so there is no contamination of the coating with foreign chemical admixing elements.

Es ist möglich, Titan als Ubergangsmetall anwuwenden, Bor zu Titan in stöchiometrischem Verhältnis 2:1 zu nehmen und Titandiborid als Borid des benutzten Ubergangsmetalls zu verwenden.It is possible to use titanium as the transition metal, to take boron to titanium in a stoichiometric ratio of 2: 1 and to use titanium diboride as the boride of the transition metal used.

Die Verwendung des Titanpulvers gemeinsam mit dem Bor führt zur Bildung eines verschleissfesten Uberzuges aus Titandiborid. Die Einhaltung des stöchiometrischen Verhäntisses zwischen Bor und Titan ermöglicht die Herstellung eines einphasigen Uberzuges bei maximaler Ausnutzung der Energetik der Mischung. Der Verwendung von Titandiborid als Borid des benutzten Ubergangsmetalls erlaubt, eine Verschmutzung des Uberzugs mit fremden Beimengungselementen zu vermeiden.The use of the titanium powder together with the boron leads to the formation of a wear-resistant coating made of titanium diboride. Compliance with the stoichiometric ratio between boron and titanium enables the production of a single-phase coating with maximum use of the energetics of the mixture. The use of titanium diboride as boride of the transition metal used makes it possible to avoid contamination of the coating with foreign admixing elements.

Es ist zweckmässig, Silizium als Nichtmetall auszunutzen und Silizid des verwendeten Ubegangsmetalls als Verbindung des verwendeten Ubergangsmetalls mit dem Nichtmetall anzuwenden.It is expedient to utilize silicon as the non-metal and silicide of the transition metal used with the compound of the transition metal used to apply the non-metal.

Die Einführung von Silizium in die Pulvermischung und die Wechselwirkung desselben mit dem Ubergangsmetall und mit Jod führt zur Bildung von Silizidüberzügen, die wärmebeständige Eigenschaften aufweisen. Die Verwendung des Silizids des benutzten Ubergangsmetalls gibt die Möglichkeit, die Temperatur und die Geschwindigkeit des Brennens zu regeln, weil es zu den chemisch aktiven Hauptkomponenten der Pulvermischung - Ubergangsmetall und Bor - inert ist. Ausserdem wird der gebildete Uberzug mit fremden chemischen Beimengungselementen nicht verunreinigt.The introduction of silicon into the powder mixture and the interaction thereof with the transition metal and with iodine leads to the formation of silicide coatings which have heat-resistant properties. The use of the silicide of the transition metal used gives the possibility of regulating the temperature and the speed of the firing because it is inert to the main chemically active components of the powder mixture - transition metal and boron. In addition, the coating formed is not contaminated with foreign chemical admixing elements.

Es ist möglich, Molybdän als Ubergangsmetall anzuwenden und Silizium zu Molybdän im stöchiometrischen Verhältnis 2:1 zu nehmen. Disilizid von Molybdän als Silizid des benutzten Ubergangsmetalls zu verwenden.It is possible to use molybdenum as the transition metal and to take silicon to molybdenum in a stoichiometric ratio of 2: 1. To use disilicide of molybdenum as the silicide of the transition metal used.

Die Anwendung des Molybdänpulvers in Verbindung mit Silizium führt zur Bildung eines wärmebeständigen und säurebeständigen Uberzuges aus Molybdändisilizid. Die Erfüllung eines stöchiometrischen Verhältnisses zwischen Silizium und Molybdän gibt die Möglichkeit, einen einphasigen Uberzug aus Molybdändisilizid bei einer maximalen Ausnutzung der Energetik der Mischung herzustellen. Die Anwendung von Molybdändisilizid als Silizid des Ubergangsmetalls trägt keine zusätzlichen Beimengungselemente in die Mischung ein und behält die Reinheit der Zusammensetzung des Uberzugs bei.The use of the molybdenum powder in combination with silicon leads to the formation of a heat-resistant and acid-resistant coating made of molybdenum disilicide. The fulfillment of a stoichiometric ratio between silicon and molybdenum gives the possibility of producing a single-phase coating from molybdenum disilicide with maximum use of the energetics of the mixture. The use of molybdenum disilicide as the silicide of the transition metal does not add any additional admixing elements to the mixture and maintains the purity of the composition of the coating.

Es ist empfehlenswert, Zirkonium als Ubergangsmetall anzuwenden und Zirkoniumnitrid als Nitrid des Ubergangsmetalls zu verwenden. Die Verwendung von Zirkonium sichert die Herstellung des einphasigen Überzugs aus Zirkoniumnitrid, das die Eigenschaften aufweist, die ein heisses Abbinden der metallischen Oberflächen verhindern.It is recommended to use zirconium as the transition metal and zirconium nitride as the nitride of the transition metal. The use of zirconium ensures the production of the single-phase zirconium nitride coating, which has the properties that prevent hot setting of the metallic surfaces.

Das Zirkoniumnitrid, genommen als Nitrid des Übergangsmetalls, trägt keine zusätzlichen chemischen Beimengungselemente ein, hat die Zusammensetzung, die mit dem erhaltenen Uberzug identisch ist, deshalb verunreinigt ihn nicht.The zirconium nitride, taken as the nitride of the transition metal, does not add any additional chemical admixing elements, has the composition that is identical to the coating obtained, therefore it does not contaminate.

Beste Ausführungsvariante der ErfindungBest embodiment of the invention

Das erfindungsgemässe Verfahren ist wie folgt durchgeführt.The method according to the invention is carried out as follows.

Man bereitet die Pulvermischung, die mindestens ein Ubergangsmetall des Elementensystems, einen inerten Füllstoff und einen Aktivator enthält. Zusätzlich wird in die Mischung mindestens ein Nichtmetall des Elementensystems eingeführt, das im Pulverzustand zu einer exothermischen Reaktion mit dem Übergangsmetall fähig ist, wobei der Gesamtgehalt an Ubergangsmetall und Nichtmetall 80-94 Ma. -% der Gesamtmasse der Mischung beträgt. Dabei wählt man das Verhältnis des Übergangsmetalls und Nichtmetalls gleich dem stöchiometrischen, das der Valenz des Ubergangsmetalls entspricht. Die Auswahl des Gesamtgehaltes an Ubergangsmetall und Nichtmetall ist diktiert durch mögliches Verlaufen der Wechselwirkung zwischen diesen Elementen im Zustand einer sich selbsttätig fortpflanzenden Flammenfront. Die Verminderung des Gesamtgehaltes auf unter 80 Ma. -% führt zum Stillstand der Reaktion durch Erreichen der Brenngrenze wegen des Vorhandenseins von Wärmeverlusten, d.h. die Wärme von der chemischen Reaktion der Brennung reicht nicht aus, damit die Flammenfront sich selbsttätig verbreitet. Die Ubersteigung des Gesamtgehaltes der Mischungen des Übergangsmetalls mit den Nichtmetallen auf über 94 Ma. -% führt umgekehrt zur Brennung mit einer grossen Wärmeentwicklung, wodurch die Temperatur des Prozesses die Temperaturen der Schmelzung der Hauptkomponenten, Reaktionsprodukte und der zu überziehenden Werkstücke übertrifft. Die Auswahl des stöchiometrischen Verhältnisses zwischen Ubergangsmetall und Nichtmetall ist für möglichst vollständigen Verlauf der chemischen Brennreaktion nötig. Eine Abweichung von der stöchiometrischen Zusammensetzung führt zur gesenkten Wärmeentwicklung infolge des Uberschusses einer der Komponenten, die in diesem Fall die Rolle eines inerten Verdünners erfüllt, der die Wärme aufnimmt, was zur Unmöglichkeit der Fortpflanzung der Front führt.The powder mixture is prepared which contains at least one transition metal of the element system, an inert filler and an activator. In addition, at least one non-metal of the element system is introduced into the mixture, which in the powder state is capable of an exothermic reaction with the transition metal, the total content of transition metal and non-metal 80-94 Ma. -% of the total mass of the mixture. The ratio of the transition metal and non-metal is chosen to be the stoichiometric ratio which corresponds to the valence of the transition metal. The selection of the total content of transition metal and non-metal is dictated by the possible course of the interaction between these elements in the state of a self-propagating flame front. The reduction of the total salary to less than 80 Ma. -% leads to the reaction coming to a standstill by reaching the burning limit due to the presence of heat losses, ie the heat from the chemical reaction of the combustion is not sufficient for the flame front to spread itself. Exceeding the total content of mixtures of transition metal with non-metals to over 94 Ma. Conversely,% leads to combustion with a large amount of heat, whereby the temperature of the process exceeds the temperatures of the melting of the main components, reaction products and the workpieces to be coated. The selection of the stoichiometric ratio between transition metal and non-metal is for the most complete course possible the chemical burning reaction is necessary. A deviation from the stoichiometric composition leads to reduced heat generation due to the excess of one of the components, which in this case fulfills the role of an inert thinner which absorbs the heat, which leads to the impossibility of front propagation.

Bei der Herstellung der Pulvermischung nimmt man Bor als Nichtmetall. Dieses Element bildet beständige chemische Verbindungen mit dem Ubergangsmetall, wobei deren Wechselwirkung mit einer hohen Wärmeentwicklung, die für das Verlaufen des Prozesses im Zustand der Flammenführung ausreichend ist, vor sich geht.Boron is used as the non-metal in the production of the powder mixture. This element forms permanent chemical bonds with the transition metal, whereby their interaction with a high heat development, which is sufficient for the process to proceed in the state of flame control, takes place.

Die Einführung eines Siliziumpulvers als Nichtmetall in die Mischung sichert auch eine hohe Energetik des Prozesses. Die dabei erhaltenen Uberzüge aus Metallsiliziden haben hohe wärbebeständige Eigenschaften in oxydierenden Medien.The introduction of silicon powder as a non-metal in the mixture also ensures a high energetics of the process. The metal silicide coatings obtained in this way have high heat-resistant properties in oxidizing media.

Eine andere nötige Komponente der Pulvermischung ist ein Aktivator, als welchen man kristallines Jod in einer Menge von 1-5 Ma. -% anwendet.Another necessary component of the powder mixture is an activator, as one can crystalline iodine in an amount of 1-5 Ma. -% applies.

Die Anwendung von Jod ist durch seine universelle Wirkung als Transportstoffes verursacht, der unter den Bedingungen der sich bewegenden Flammenfront leicht und vollständig in gasförmigen Zustand übergehen, mit allen Ubergangsmetallen und meisten Nichtmetallen, darunter auch mit Bor und Silizium, in Wechselwirkung treten kann, indem er mit diesen flüchtige Verbindungen bildet. Bei Erreichen maximaler Brenntemperatur scheiden die flüchtigen Verbindungen heterogen die Ubergangs-und Nichtmetalle auf die Oberfläche der Werkstücke durch die Reaktionen der Disproportionierung, des thermischen Zerfalls und des Austausches mit der Unterlage aus. Die zweite Funktion des Jods besteht in seiner stabilisierenden Wirkung auf das Verlaufen der Hauptbrennreaktion, was eine gleichmässige Bewegung der Flammenfront sichert.The use of iodine is caused by its universal effect as a transport medium, which can easily and completely change into a gaseous state under the conditions of the moving flame front, and can interact with all transition metals and most non-metals, including boron and silicon, by forms volatile compounds with them. When the maximum firing temperature is reached, the volatile compounds heterogeneously separate the transition and non-metals onto the surface of the workpieces through the reactions of disproportionation, thermal decomposition and exchange with the base. The second function of iodine is its stabilizing effect on the course of the main burning reaction, which is an even movement the flame front secures.

Diese Faktoren bestimmen den quantitativen Jodgehalt der Mischung. Bei seiner Menge von unter 1 Ma. -% ist die Fortpflanzung der Flammenfront instabil, und der Überzug hat demzufolge eine ungleichmässige und kleine Stärke, seine Dichtigkeit wird an einigen Stellen unterbrochen. Der Jodgehalt über 5 Ma. -% ruft infolge einer starken Ubersättigung der Gasphase die Erzeugung von Uberzügen in Form pulverförmiger Niederschläge hervor, die eine schlechte Adhäsion an der Unterlage haben.These factors determine the quantitative iodine content of the mixture. With its amount of less than 1 Ma. -% the propagation of the flame front is unstable, and the coating therefore has an uneven and small thickness, its tightness is broken in some places. The iodine content over 5 Ma. -% causes the formation of coatings in the form of powdery precipitates, which have poor adhesion to the substrate, due to a strong oversaturation of the gas phase.

Die letzte Komponente im Bestand der Pulvermischung ist ein inerter Verdünner, als welcher die Verbindung des benutzten Ubergangsmetalls mit dem Nichtmetall in einer restlichen Menge (1-19 Ma. -%) verwendet wird. Die Verbindung des benutzten Ubergangsmetalls und Nichtmetalls ist inert in bezug auf die aktiven Komponenten der Mischung und beteiligt sich nicht an der Chemie des Prozesses der exothermischen Umwandlung. Deren Rolle als die eines inerten Füllstoffes läuft darauf hinaus, dass sie erforderliche Temperatur und Geschwindigkeit der Brennung durch Ableitung auf sich einiger Menge von Wärme der exothermischen Reaktion ermöglicht. Man verwendet Bor oder Silizium als Nichtmetall, die Boride und Silizide der entsprechenden Ubergangsmetalle als Verbindung des benutzten Ubergangsmetalls mit dem Nichtmetall. Diese Verbindungen tragen keine zusätzlichen Beimengungselemente in die erzeugten Uberzüge ein.The last component in the powder mixture inventory is an inert diluent, as the combination of the transition metal used with the non-metal is used in a remaining amount (1-19% by mass). The combination of the transition metal and non-metal used is inert with respect to the active components of the mixture and does not participate in the chemistry of the exothermic conversion process. Their role as that of an inert filler amounts to allowing the required temperature and rate of combustion by dissipating some amount of heat from the exothermic reaction. Boron or silicon is used as the non-metal, the borides and silicides of the corresponding transition metals as the compound of the transition metal used with the non-metal. These connections do not add any additional admixing elements to the coatings produced.

Zur Herstellung von Uberzügen, die eine hohe Mikronhärte und eine hohe Verschleissfestigkeit aufweisen, verwendet man ein Titanpulver als Ubergangsmetall, als Nichtmetall nimmt man ein Borpulver in stöchiometrischem Verhältnis 2:1 zu Titan. Dabei wählt man als Verbindung des benutzten Ubergangsmetalls mit Bor das Titandiborid.To produce coatings that have a high micron hardness and high wear resistance, a titanium powder is used as the transition metal, and a non-metal is boron powder in a stoichiometric ratio of 2: 1 to titanium. The titanium diboride is chosen as the compound of the transition metal used with boron.

Zur Herstellung des Uberzüge, die eine hohe Wärmebeständigkeit in Oxydationsmedien aufweisen, verwendet man ein Molybdändpulver als Ubergangsmetall, als Nichtmetall verwendet man ein Siliziumpulver, das zu Molybdän in stöchiometrischen Verhältnis 2:1 genommen ist. Die Rolle der Verbindung des benutzten Ubergangsmetalls mit Silizium übernimmt in diesem Fall das Molybdändisilizid.To manufacture the coatings, which have high heat resistance in oxidation media, a molybdenum powder is used as the transition metal; a silicon powder is used as the non-metal, which is taken in a stoichiometric ratio of 2: 1 to molybdenum. In this case, the role of connecting the transition metal used with silicon is assumed by molybdenum disilicide.

Zur Herstellung einer exothermischen Mischung benutzt man die Pulver von Ubergangsmetallen, Nichtmetallen, einem inerten Verdünner und einem Aktivator einer breiten Zusammensetzung von 3 bis 150 µm. Die Mischung stellt man durch sorgfältiges ein gleichzeitiges Vermischen sämtlicher Komponenten her.To produce an exothermic mixture, the powders of transition metals, non-metals, an inert thinner and an activator with a broad composition of 3 to 150 µm are used. The mixture is made by carefully mixing all components at the same time.

Der Prozess wird in einem vertikal angeordneten Röhrenrekator von beliebigem Querschnitt durchgeführt.The process is carried out in a vertically arranged tubular reactor of any cross-section.

Die Abmessungen des Reaktors - das charakteristische Quermass und die Höhe - werden durch die Abmessungen des eigentlichen Werkstücks bestimmt. Der Reaktor wird aus nichtrostendem Stahl von beliebiger Sorte hergestellt. Es enthält in dem unteren Teil einen porigen Rost (Schamotte, Tongut, Grobsandeinsatz und anderes mehr), auf den man die aufbereitete Pulvermischung aufgibt. In der Pulvermischung wird das Werkstück in einem Abstand von den Seitenwänden des Reaktors von mindestens 1 om untergebracht. Das Werkstück soll völlig mit der Pulvermischung bedeckt werden. Dabei wählt man das Verhältnis der Masse der Pulvermischung zur Messe des zu bearbeitenden Werkstückes in einem Bereich von 1:0,5 bis 1:1. Wenn dieser Bereich nicht eingehalten wird, so führt es einerseits zur Unmöglichkeit der Verwirklichung des Brennprozesses infolge der Wärmeverluste, oder umgekehrt ist der Wärmevorrat in der Mischung so gross. dass er zum Erreichen höherer Temperaturen und zu unerwünschten Phasen- und Strukturumwandlungen in der Pulvermischung und in dem zu bearbeitenden Werkstück führt.The dimensions of the reactor - the characteristic transverse dimension and the height - are determined by the dimensions of the actual workpiece. The reactor is made of any type of stainless steel. In the lower part, it contains a porous grate (chamotte, clay, coarse sand insert and other more), on which the prepared powder mixture is applied. The workpiece is placed in the powder mixture at a distance of at least 1 micron from the side walls of the reactor. The workpiece should be completely covered with the powder mixture. The ratio of the mass of the powder mixture to the measurement of the workpiece to be machined is selected in a range from 1: 0.5 to 1: 1. If this area is not adhered to, on the one hand it leads to the impossibility of realizing the firing process due to the heat losses, or vice versa, the heat reserve in the mixture is so large. that it leads to higher temperatures and undesirable phase and structure changes in the powder mixture and in the workpiece to be machined.

Nach der Beschickung des Reaktors wird in diesem die Atmosphäre von Argon erzeugt, wobei es durch den porigen Rost durchgeblasen wird. Das Argon hat eine Molekularmasse grösser als die Molekularmasse der Luft, deshalb schützt es zuverlässig den Inhalt des Reaktors vor Oxydation.After the reactor has been charged, the atmosphere of argon is generated in it, and it is generated by the porous rust is blown through. The argon has a molecular mass greater than the molecular mass of the air, so it reliably protects the contents of the reactor from oxidation.

Die Wärmebehandlung wird im Zustand der Flammenführung durch eine örtliche Initiierung der Pulvermischung verwirklicht, zum Beispiel dient dazu eine Wolframheizspirale, die von einer elektrischen Einrichtung auf die Temperatur 2200-2500°C erhitzt ist. Das Initiieren führt man in einer Zeit, die für den Beginn einer stabilen Brennung erforderlich ist. Für eine beliebige der möglichen Verbindungen von Ubergangsmetallen mit Nichtmetallen ist sie höchstens 3-5 s. Mit der Bewegung der Flammenfront ins Innere des Einsatzes erfolgt von der Seite der oberen offenen Stirn des Reaktors ein ununterbrochener Ablauf des gasförmigen Jods, deshalb muss der Reaktor mit einer Vorrichtung versehen werden, die seine Kondensation und sekundäre Rückführung in den Prozess in den nächsten Zyklen der Bearbeitung ermöglicht.The heat treatment is carried out in the state of the flame control by local initiation of the powder mixture, for example a tungsten heating coil is used, which is heated to 2200-2500 ° C by an electrical device. The initiation is carried out in a time necessary for the start of a stable burning. For any of the possible combinations of transition metals with non-metals, it is at most 3-5 s. With the movement of the flame front inside the insert, there is an uninterrupted outflow of the gaseous iodine from the side of the upper open forehead of the reactor, therefore the reactor must be provided with a device which will condense and recycle it to the process in the next cycles of the reactor Editing enables.

Die Beendigung der Gasentwicklung zeugt von dem beendeten Brennprozess. Der Reaktor wird durch Zwangskühlung oder unter natürlichen Bedingungen auf Raumtemperatur abgekühlt, die Argonzufuhr wird abgeschaltet und der Reaktor wird entladet.The end of the gas evolution testifies to the completed burning process. The reactor is cooled to room temperature by forced cooling or under natural conditions, the argon supply is switched off and the reactor is discharged.

Die zweite Ausführungsvariante des Verfahrens besteht darin, dass man eine Pulvermischung herstellt, die mindestens ein Ubergangsmetall des Elementensystems in einer Menge von 78-94 Ma. -% einen inerten Füllstoff und einen Aktivator enthält. Das Metall dient als Quelle des Elementes zur Bildung des Uberzuges und zugleich als Quelle der Wärmeenergie zur Wärmebehandlung bei einer exothermischen Wechselwirkung mit Nichtmetall. Die gewählten Grenzen sichern die Verwirklichung der Flammenführung in der Art schichtweiser Fortpflanzung der Reaktionsfront. Die Verminderung seines Gehaltes auf unter 78 Ma. -% führt zum Stillstand der Reaktion infolge des Erreichens einer Brenngrenze wegen der Wärmeverluste. Die Steigerung des Gehaltes auf über 94 Ma, -% führt zum Brennen mit einer grossen summarischen Wärmeentwicklung zum Schmelzen der Pulvermischung und des Werkstückes.The second variant of the method consists in producing a powder mixture which contains at least one transition metal of the element system in an amount of 78-94 Ma. -% contains an inert filler and an activator. The metal serves as the source of the element for the formation of the coating and at the same time as the source of the thermal energy for the heat treatment in an exothermic interaction with non-metal. The selected limits ensure the implementation of the flame in the form of layered propagation of the reaction front. The reduction of his salary to less than 78 Ma. -% stops the reaction due to reaching a burning limit due to heat loss. The increase in the content to over 94 Ma.% Leads to firing with a large total heat generation to melt the powder mixture and the workpiece.

Die zweite Komponente der Pulvermischung ist ein Aktivator, als welchen man kristallines Jod in einer Menge von 1-5 Ma. -% verwendet. Die Verwendung von Jod ist durch seine universelle Wirkung als Transportstoff verursacht, der unter den Verhältnissen der sich bewegenden Flammenfront leicht gasifiziert werden und in Wechselwirkung mit dem Ubergangsmetall treten kann. Dabei bildet das Jod mit dem Ubergangsmetall eine flüchtige Verbindung, die durch Diffusion über die Gasphase zur Oberfläche des Werkstücks getragen wird. Bei weiterer Erhöhung der Temperatur zerfällt sie, indem sie auf die Oberfläche des Werkstücks eine Schicht des Ubergangsmetalls abscheidet.The second component of the powder mixture is an activator, as is crystalline iodine in an amount of 1-5 Ma. -% used. The use of iodine is caused by its universal effect as a transport medium, which can be easily gasified under the conditions of the moving flame front and can interact with the transition metal. The iodine forms a volatile compound with the transition metal, which is carried to the surface of the workpiece by diffusion via the gas phase. If the temperature increases further, it decays by depositing a layer of the transition metal on the surface of the workpiece.

Wenn die Jodmenge in der Pulvermischung weniger als 1 Ma -% ist, ist der Uberzug ungleichmässig. hat eine kleine Stärke, verliert an einigen Stellen die Dichtigkeit. Bei dem Jodgehalt über 5 Ma, -% führt die grosse Ubersättigung in der Gasphase von Jodiden zur Bildung von Uberzügen in der Form pulverförmiger Niederschläge, die eine schwache Haftung an der Oberfläche des Werkstücks aufweisen.If the amount of iodine in the powder mixture is less than 1% by mass, the coating is uneven. has a small thickness, loses tightness in some places. With an iodine content of over 5% by mass, the high supersaturation in the gas phase of iodides leads to the formation of coatings in the form of powdery precipitates, which have poor adhesion to the surface of the workpiece.

Die letzte Komponente der Pulvermischung ist ein inerter Füllstoff, als welchen man das Nitrid des benutzten Ubergangsmetalls in einer Menge von 1-21 Ma, -% verwendet. Die Nitridverbindung des benutzten Übergangsmetalls ist in bezug auf die aktiven Komponenten des Reaktionsgemisches inert und dient zur Ableitung der Wärme der exothermischen Reaktion der Brennung.The last component of the powder mixture is an inert filler, as which the nitride of the transition metal used is used in an amount of 1-21% by mass. The nitride compound of the transition metal used is inert with respect to the active components of the reaction mixture and serves to dissipate the heat of the exothermic reaction of the combustion.

Zur Herstellung von Uberzügen. die die Eigenschaften haben, das Abbinden von Metallen in heissem Zustand zu verhindern, nutzt man Zirkonium als Pulver des Ubergangsmetalls und Zikoniumnitrid als Nitrid des Ubergangsmetalls aus.For the production of coatings. which have the properties of preventing the setting of hot metals, zirconium is used as the powder of the transition metal and zirconium nitride as the nitride of the transition metal out.

Zur Aufbereitung der exothermischen Mischung verwendet man die Pulver des Ubergangsmetalls, des inerten Füllstoffes und Aktivators einer breiten Kornzusammensetzung, und zwar von 3-150 µm. Man bereitet die Mischung durch sorgfältiges Vermischen zugleich aller Komponenten.For the preparation of the exothermic mixture, the powders of the transition metal, the inert filler and activator of a wide grain composition are used, namely from 3-150 µm. The mixture is prepared by carefully mixing all components at the same time.

Der Prozess wird in einem vertikal angeordneten Röhrenreaktor eines beliebigen Querschnitts durchgeführt. Die Reaktormasse werden durch die Masse des eigentlichen Werkstücks bestimmt.The process is carried out in a vertically arranged tubular reactor of any cross section. The reactor mass is determined by the mass of the actual workpiece.

Der Reaktor wird aus nichtrostendem Stahl jeder beliebigen Sorte hergestellt. Er enthält in seinem unteren Teil einen porigen Rost, auf den die aufbereitete Pulvermischung aufgegeben wird. In die Pulvermischung wird in einem Abstand von den Seitenwänden des Reaktors von mindestens 1 cm das Werkstück untergebracht. Das Werkstück soll vollständig mit der Mischung bedeckt werden. Dabei wählt man das Verhältnis der Masse der Pulvermischung zur Masse des zu bearbeitenden Werkstücks in einem Bereich von 1:0,5 bis 1:1. Das Uberschreiten dieser Grenzen führt einerseits zur Unmöglichkeit des Verlaufens des Prozesses der Brennung infolge der Wärmeverluste, oder umgekehrt ist der Wär-mevorrat in der Mischung so gross, dass er zum Erreichen höherer Temperaturn und zu unerwünschten Phasen- und Strukturumwandlungen in der Pulvermischung und dem zu bearbeitenden Werkstück führt.The reactor is made of any type of stainless steel. In its lower part it contains a porous grate, onto which the processed powder mixture is applied. The workpiece is placed in the powder mixture at a distance of at least 1 cm from the side walls of the reactor. The workpiece should be completely covered with the mixture. The ratio of the mass of the powder mixture to the mass of the workpiece to be machined is selected in a range from 1: 0.5 to 1: 1. Exceeding these limits on the one hand leads to the impossibility of the combustion process due to the heat losses, or vice versa, the heat reserve in the mixture is so large that it leads to higher temperatures and to undesirable phase and structure changes in the powder mixture and to machining workpiece.

Nach der Beladung des Reaktors wird durch den porigen Rost Argon und gasförmiger Stückstoff in die Pulvermischung eingeführt, wobei sie zu gleicher Zeit im Volumenverhältnis 1:10 mit einer Geschwindigkeit von 0,01-0,02 1/min je Quadratzentimeter der Querschnittsfläche der Mischung zugeführt werden. Das Argon wird als Schutz der Pulvermischung und des Werkstücks gegen die Oxydierung durch Luftatmosphäre ausgenutzt. Sein Verhältnis zum Stickstoff 1:10 sichert einerseits einen zuverlässigen Schutz vor Oxydation und andererseits verhindert nicht den Brennprozess und das Verlaufen der Transportreaktionen. Die ausgewählten Grenzen der Zufuhrgeschwindigkeit des Gasgemisches ermöglichen die Herstellung eines Nitridüberzuges der stöchiometrischen Zusammensetzung auf der Oberfläche des Werkstückes, wobei diese Zusammensetzung der Wertigkeit des Ubergangsmetalls entspricht.After the reactor has been loaded, argon and gaseous particulate material are introduced into the powder mixture through the porous grate, at the same time in a ratio of 1:10 by volume at a rate of 0.01-0.02 l / min per square centimeter to the cross-sectional area of the mixture will. The argon is used to protect the powder mixture and the workpiece against oxidation in an air atmosphere. Its relationship to nitrogen 1:10 ensures on the one hand, reliable protection against oxidation and, on the other hand, it does not prevent the burning process and the progress of the transport reactions. The selected limits of the feed rate of the gas mixture make it possible to produce a nitride coating of the stoichiometric composition on the surface of the workpiece, this composition corresponding to the value of the transition metal.

Die Wärmebehandlung des Ubergangsmetalls wird im Zustand der Flammenführung durch die örtliche Initiierung mit einem kurzen Wärmeimpuls von der auf eine Temperatur von 2200-2500°C erhitzten Wolframspirale verwirklicht. Das Initiieren erfolgt in einer Zeit, die für den Beginn einer stabilen Brennung nötig ist. Jedes beliebige Metall des Elementensystems erfordert eine Zeit höchstens 3-5 s.The heat treatment of the transition metal is carried out in the state of flame control by local initiation with a short heat pulse from the tungsten coil heated to a temperature of 2200-2500 ° C. The initiation takes place in a time which is necessary for the start of a stable burning. Any metal in the element system requires a maximum of 3-5 s.

Mit der Bewegung der Flammenfront innerhalb des Einsatzes erfolgt kontinuierlicher Abfluss des gasförmigen Jods, deshalb ist der Reaktor mit einer Vorrichtung zu dessen Kondensation und sekundärer Rückführung in den Prozess bei den nächsten Zyklen der Bearbeitung versehen.With the movement of the flame front within the insert, the gaseous iodine continuously drains off, which is why the reactor is provided with a device for its condensation and secondary recycling into the process in the next processing cycles.

Der Prozess wird beim Erreichen der unteren Stirn des Reaktors mit der Flammenfront beendigt. Der Reaktor wird auf die Raumtemperatur gekühlt, dann wird die Zuführung des Gasgemisches aus Argon und Stickstoff abgestellt und der Reaktor entladet.The process is ended when the flame front reaches the lower front of the reactor. The reactor is cooled to room temperature, then the supply of the gas mixture of argon and nitrogen is stopped and the reactor is discharged.

Nachstehend werden konkrete Ausführungsbeispiele angeführt, die das erfindungsgemässe Verfahren illustrieren.Concrete exemplary embodiments are illustrated below which illustrate the method according to the invention.

Beispiel 1example 1

Man bereitet 100 g Pulvermischung, die 94 Mass.-% (94 g) Titan- und Siliziumpulver. die im stöchiometrischen Verhältniss 1:2 (43.3 g Ti. 50.7 g Si) genommen sind, 3 Ma, -% (3 g) Titandisilizid. 1 Ma. -% (1 g) Kristalljodpulver enthält. Man verwendet das Titanpulver mit einem Dispersionsgrad von 100-120 µm. das Pulver von Titandisilizid hat denselben Dispersionsgrad. Silizium hat einen Dispersionsgrad von 30-60 µm, das Pulver von kristallinem Jod wird bis auf einen Dispersionsgrad von 5-15 µm verrieben. Die Mischung wird sorgfältig umgerührt. damit ihre Homogenität erzielt wird.100 g of powder mixture are prepared, the 94% by mass (94 g) of titanium and silicon powder. which are taken in a stoichiometric ratio of 1: 2 (43.3 g Ti. 50.7 g Si), 3% by mass (3 g) titanium disilicide. 1 Ma. -% (1 g) contains crystal iodine powder. The titanium powder with a degree of dispersion of 100-120 μm is used. the powder of titanium disilicide has the same degree of dispersion. Silicon has a degree of dispersion of 30-60 µm, the powder of crystalline iodine is ground down to a degree of dispersion of 5-15 µm. The mixture is stirred thoroughly. so that their homogeneity is achieved.

In einen vertikal angeordneten Röhrenreaktor mit einem Durchmesser von 50 mm wird auf einen porigen Rost ein Teil der Mischung aufgegeben, wobei die Schichtstärke mindestens 5 mm gleich ist. Man legt darauf das Werkstück, auf den ein Uberzug aufzutragen ist. und überschüttet es mit dem übriggebliebenen Teil der Mischung, damit es vollständig bedeckt wird. Das Werkstück stellt eine Graphitplatte mit Abmessungen von 40 x 40 x 20 mm dar. Die Masse des Werkstücks gleicht 50 g, Das Verhältiis der Masse der Mischung zur Masse des Werkstücks ist gleich 1:0,5.In a vertically arranged tube reactor with a diameter of 50 mm, part of the mixture is placed on a porous grate, the layer thickness being equal to at least 5 mm. The workpiece to which a coating is to be applied is placed on it. and pour the remaining portion of the mixture over it so that it is completely covered. The workpiece is a graphite plate with dimensions of 40 x 40 x 20 mm. The mass of the workpiece is 50 g. The ratio of the mass of the mixture to the mass of the workpiece is 1: 0.5.

Nach der Beladung der Reaktors wird die Mischung zur Erzeugung in diesem einer Inertatmosphäre während 30 s mit Argon durchgeblasen, dabei führt man durch einen unteren Stutzen Argon ein und regelt die Zuführung derart, das kein Austragen der Mischung aus dem Reaktor erfolgt. Man initiiert die Mischung von der Seite der oberen offenen Stirn des Reaktors mit einer Spirale, die von dem elektrischen Strom geheizt ist. Die Initiierungsdauer beträgt 3-5 s. die Stromstärke - 3 A, die Spannung - 30 V.After the reactor has been loaded, the mixture is blown with argon for 30 s to produce it in an inert atmosphere, argon is introduced through a lower nozzle and the feed is regulated in such a way that the mixture is not discharged from the reactor. The mixture is initiated from the side of the upper open end of the reactor with a spiral heated by the electric current. The initiation time is 3-5 s. the current - 3 A, the voltage - 30 V.

Die Temperatur, auf die die Oberfläche des Werkstücks erwärmt wird, 1000+50°C, durchschnittliche Temperatur des Durchwärmens des ganzen Werkstücks 810+50°C. Die Aufzeichnung der Temperatur wird mit einem Wolfram-Rhenium-Thermopaar mit automatischer Registrierung auf einem Potentiometer verwirklicht.The temperature to which the surface of the workpiece is heated, 1000 + 50 ° C, average temperature of the soaking of the entire workpiece 810 + 50 ° C. The temperature is recorded with a tungsten-rhenium thermocouple with automatic registration on a potentiometer.

Nach der Beendigung der Brennung und nach der Abkühlung des Reaktors durch das Durchbassen von kaltem Wasser durch seinen Kühlmantel wird das Produkt aus dem Reaktor ausgeschüttet. und man erhält ein überzogenes Werkstück. Eine Röntgenphasenanalyse registriert die Phase TiSi₂ auf der Oberfläche. Die Uberzugsstärke. die nach den Mikroschliffaufnahmen ermittelt wird, beträgt 5-9 µm.After the burning has ended and the reactor has cooled by blowing cold water through its cooling jacket, the product is poured out of the reactor. and you get a covered one Workpiece. An X-ray phase analysis registers the TiSi₂ phase on the surface. The coating thickness. which is determined after the micrographs is 5-9 µm.

Die Gesamtdauer des Prozesses macht 10 min aus Stufenweise: die Beladung des Reaktors und das Durchblasen 1 min, die Initiierung und das Brennen 30 s, der Kühlungsprozess - der Rest. Der Aufwand an elektrischer Energie ungeführt 10⁻³ kW/h.The total duration of the process is 10 min from step by step: the loading of the reactor and the blowing through for 1 min, the initiation and firing 30 s, the cooling process - the rest. The amount of electrical energy approximately 10ührt³ kW / h.

Die Ergebnisse der Beispiele 2-6, die den Prozess illustrieren, sind in Tabellen 1 und 2 zusammengeführt. Die Reihenfolge aller Operationen wird nach dem Beispiel 1 realisiert.

The results of Examples 2-6, which illustrate the process, are summarized in Tables 1 and 2. The sequence of all operations is implemented according to example 1.

Beispiel 7Example 7

Man bereitet 45 g Pulvermischung folgender Zusammensetzung: 93 Ma. -% (42 g) Titanpulver mit einem Dispersionsgrad von 0,125-0,150 mm, 5 Ma. -% (2 g) Titannitridpulver desselben Dispersionsgrades, 2 Ma. -% (1 g) Kristalljod, verrieben bis auf einen Dispersionsgrad von 0,005-0,03. Die Mischung wird in einen Durchlaufröhrenreaktor mit einem Durchmesser von 40 mm. auf einen ins Innere eingesetzten porigen Rost, eingeschüttet (Schamotte, porige Keramik oder ein Netz aus nichtrostendem Stahl). Das zu überziehende Werkstück wird im Beschickungsgut untergebracht. Das Werkstück stellt ein Schneidwerkzeug mit aufgelöteten Schneidplatten - einen Fräser - dar. Sein Körper ist aus Konstruktionsstahl in der Form eines Hohlzylinders mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Länge von 50 mm hergestellt, auf dessen Stirnseite vier Schneidplatten aus Schnellstahl mit Abmessungen von 7 x 4 x 2 mm aufgelötet sind. Das Anlöten ist mit einem Lötmetall. das einen Schmelzpunkt von 935°C aufweist, ausgeführt. Die Masse des Werkstückteils, der in der Schicht vom Beschickungsgut untergebracht ist, beträgt 45 g. Das Verhältnis der Masse des Beschickungsgutes zur Masse des Werkstücks ist gleich 1:1. Der Uberzug ist auf die Schneidplatten aufzutragen. ohne ihre Verbindung mit dem Fräserkörper abzubrechen. Nach der Beladung des Reaktors wird in diesen von unten durch den Rost Argon in Gemisch mit Stickstoff im Volumenverhältnis 1:10 mit einem Durchsatz von 0,19 l/min (aus Berechnung 0.015 l/min je 1 cm² Fläche des Reaktorquerschnitts) eingeführt.

45 g of powder mixture of the following composition are prepared: 93 Ma. -% (42 g) titanium powder with a degree of dispersion of 0.125-0.150 mm, 5 Ma. % (2 g) titanium nitride powder of the same degree of dispersion, 2 Ma. -% (1 g) crystal iodine, triturated to a degree of dispersion of 0.005-0.03. The mixture is placed in a continuous tube reactor with a diameter of 40 mm. poured onto a porous grate inserted inside (chamotte, porous ceramic or a mesh made of stainless steel). The workpiece to be coated is placed in the load. The workpiece is a cutting tool with soldered inserts - a milling cutter. Its body is made of construction steel in the form of a hollow cylinder with a diameter of 25 mm and a length of 50 mm, on the front side of which four high-speed steel inserts measuring 7 x 4 x 2 mm are soldered. The soldering is with a solder. which has a melting point of 935 ° C, performed. The mass of the workpiece part, which is accommodated in the layer of the load, is 45 g. The ratio of the mass of the load to the mass of the workpiece is 1: 1. The coating is to be applied to the inserts. without breaking their connection to the cutter body. After loading the reactor, argon in a mixture with nitrogen in a volume ratio of 1:10 is introduced into it from below through the grate at a throughput of 0.19 l / min (from calculation 0.015 l / min per 1 cm² area of the reactor cross-section).

Man initiiert die Mischung von der Seite der oberen offenen Stirn des Reaktors mit einer Spirale aus Wolframdraht (die Länge 15-20 cm. der Durchmesser 0.5 mm), die durch elektrischen Wechselstrom von einem Laborautotransformator erhitzt wird. Die Dauer der Zündung gleicht 3 s bei einem Strom von 3 A und einer Spannung von 30 V.The mixture is initiated from the side of the upper open front of the reactor with a spiral made of tungsten wire (length 15-20 cm. Diameter 0.5 mm), which is heated by alternating current from a laboratory autotransformer. The duration of the ignition is 3 s at a current of 3 A and a voltage of 30 V.

Die durchschnittliche Temperatur, auf welche das Werkstück mit der Fortpflanzung der Flammenfront erwärmt wird, beträgt 520°C. Die Temperatur wird von einem Wolfram-Rhenium-Thermopaar unter automatischer Aufzeichnung auf einem Potentiometer gemessen.The average temperature to which the workpiece is heated with the propagation of the flame front is 520 ° C. The temperature is measured by a tungsten-rhenium thermocouple with automatic recording on a potentiometer.

Nach der beendeten Verbreitung der Flammenfront wird die Argon- und Stickstoffzufuhr abgeschaltet, der Reaktor gekühlt, die Mischung und das Werkstück, überzogen mit Titannitrid, ausgeladen. Die Uberzugsstärke beträgt 8-10 µm. Die Lötverbindungen bleiben ununterbrochen.After the spread of the flame front has ended, the argon and nitrogen supply are switched off, the reactor is cooled, the mixture and the workpiece, coated with titanium nitride, are unloaded. The coating thickness is 8-10 µm. The solder connections remain uninterrupted.

Der Prozess dauert 5 min. Nach den Stadien: die Beladung des Reaktors - 1 min, der Prozess der Initiierung der Brennung selbst - 15 s. der Kühlungsprozess - der Rest. Der Aufwand an elektrischer Energie beträgt 8,34 x 10⁻⁴ kW h. Der Verbrauch an Stickstoff pro Zyklus ist gleich etwa 0,2-0,4 l.The process takes 5 min. According to the stages: the loading of the reactor - 1 min, the process of initiation of the combustion itself - 15 s. the cooling process - the rest. The electrical energy required is 8.34 x 10⁻⁴ kW h. The nitrogen consumption per cycle is approximately 0.2-0.4 l.

Die Ergebnisse der übrigen Beispiele (8 bis 11), die den Prozess illustrieren, sind in der Tabelle 3 angegeben. Die Reihenfolge aller Operationen entspricht dem Beispiel 7.

The results of the other examples (8 to 11) that illustrate the process are given in Table 3. The order of all operations corresponds to example 7.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es also, auf der Oberfläche des Werkstückes eine breite Nomenklatur von Uberzügen verschiedener Klasse (Boride. Silizide und Nitride der Ubergangsmetalle) zu erhalten. Dabei können die überzogenen Werkstücke zur Lösung verschiedener Aufgaben (Verschleissfestigkeit, Korrosionsschutz, Wärmebeständigkeit) in agressiven flüssigen und Gasmedien unter höheren Temperaturen ausgenutzt werden.The method according to the invention thus makes it possible to obtain a broad nomenclature of coatings of different classes (borides, silicides and nitrides of the transition metals) on the surface of the workpiece. The coated workpieces can be used to solve various tasks (wear resistance, corrosion protection, heat resistance) in aggressive liquid and gas media at higher temperatures.

Die Anwendung des Verfahrens erlaubt, auf Hochtemperatur-Heizaggregate zu verzichten, Arbeitflächen zu reduzieren, Aufwand an elektrischer Energie zu vermindern, den Prozess der Aufbringung der Uberzüge zu vereinfachen.The application of the method makes it possible to dispense with high-temperature heating units, to reduce work surfaces, to reduce electrical energy expenditure, to simplify the process of applying the coatings.

Industriemässige VerwertbarkeitIndustrial usability

Die Erfindung kann mit bestem Erfolg in der chemischen Industrie zum Schutz geben Flüssigkeits- und Gaskorrosion bei hohen Temperaturen, in der metallverarbeitenden Industrie für die Härtesteigerung, Erhöhung der Verschleissfestigkeit, Verbesserung der Schneidfähigkeit des spanabhebenden Werkzeuges verwendet werden.The invention can be used with great success in the chemical industry to provide protection against liquid and gas corrosion at high temperatures, in the metalworking industry for increasing hardness, increasing the wear resistance, improving the cutting ability of the cutting tool.

Darüber hinaus kann die Erfindung in der Kraftfahrzeug-, Flugzeugindustrie, im Schuff- und Erdölbergbau zum Verleihen hoher mechanischer Festigkeit den Oberflächen einzelner Teile, Baugruppen und Einrichtungen, die unter den Bedingungen einer trockenen Reibung und zyklischer Stossbelastungen funktionieren, Anwendung finden.In addition, the invention can be used in the automotive, aircraft, abrasion and petroleum industries to impart high mechanical strength to the surfaces of individual parts, assemblies and devices that function under the conditions of dry friction and cyclical shock loads.

Möglich ist auch die Anwendung der Erfindung in der medizinischen und Nahrungsmittelindustrie sowie in der Landwirtschaft zum Verleihen den Oberflächen von Werkstoffen und Werkzeugen, die mit Nahrungsmitteln und medizinischen Präparaten kontaktieren, der Rostschutz-und antiseptischen Eigenschaften.It is also possible to use the invention in the medical and food industry and in agriculture to impart the rust protection and antiseptic properties to the surfaces of materials and tools which come into contact with food and medical preparations.

Schliesslich kann die Erfindung in der Baustoffindustrie zum Schutz der Oberflächen von Baukonstruktionen vor Korrosions- und Errosionsverschleiss unter der Einwirkung der Atmosphäre sowie in Dekorationszwecken zur Verleihung verschiedener Farbschattierungen den ganzen Oberflächen oder deren einzelnen Elementen ausgeübt werden.Finally, the invention can be practiced in the building materials industry to protect the surfaces of building structures from corrosion and erosion wear under the influence of the atmosphere and in decorative purposes to impart different shades of color to the entire surface or its individual elements.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines hochschmelzenden anorganischen Uberzuges auf der Oberfläche des Werkstücks, das die Herstellung einer Pulvermischung, die mindestens ein Ubergangsmetall des Elementensystems. einen inerten Füllstoff und Aktivitor enthält, die Unterbringungen des zu bearbeitenden Werkstücks in der Pulvermischung und die Anordnung der Mischung mit Werkstück in ein sauerstoffreies Medium mit anschliessender Wärmebehandlung in diesem Medium vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass man in die Pulvermischung zusätzlich noch mindestens ein Nichtmetall des Elementensystems einführt, das zu einer exothermischen Reaktion mit dem Ubergangsmetall fähig ist, wobei der summarische Gehalt an Ubergangsmetall und Nichtmetall etwa 80-94 Mass.-% beträgt, wobei das Ubergangsmetall und Nichtmetall im stöchiometrischen Verhältnis stehen, das der Valenz des Ubergangsmetalls entspricht, Jod als Aktivator in einer Menge von etwa 1-5 Mass.-% und die Verbindung des benutzten Ubergangsmetalls mit dem Nichtmetall als inerten Füllstoff in der restlichen Menge verwendet, wobei man das Verhältnis der Masse der Pulvermischung zur Masse des zu bearbeitenden Werkstückes in einem Bereich von etwa 1:0,5 bis 1:1 auswählt, Argon als sauerstoffreies Medium benutzt und die Wärmebehandlung in dem Zustand einer Flammenführung von einer örtlichen Initiierung der Pulvermischung realisiert.Process for producing a high-melting inorganic coating on the surface of the workpiece, which involves the production of a powder mixture containing at least one transition metal of the element system. contains an inert filler and activator, which accommodates the workpiece to be processed in the powder mixture and the arrangement of the mixture with workpiece in an oxygen-free medium with subsequent heat treatment in this medium, characterized in that at least one non-metal of the element system is additionally added to the powder mixture introduces capable of exothermic reaction with the transition metal, the total content of transition metal and non-metal being about 80-94% by mass, the transition metal and non-metal being in the stoichiometric ratio corresponding to the valence of the transition metal, iodine as Activator in an amount of about 1-5 mass .-% and the connection of the transition metal used with the non-metal as an inert filler in the remaining amount, whereby the ratio of the mass of the powder mixture to the mass of the workpiece to be machined in a range of about 1: 0.5 to 1: 1 is selected, argon is used as the oxygen-free medium and the heat treatment is carried out in the state of flame guidance by local initiation of the powder mixture.

Verfahren zur Herstellung eines hochschmelzenden anorganischen Uberzuges auf der Oberfläche des Werkstücks, das die Herstellung einer Pulvermischung, die mindestens ein Ubergangsmetall des Elementensystems, einen inerten Füllstoff und Aktivator enthält, die Unterbringung des zu bearbeitenden Werkstückes in der Pulvermischung und die Anordnung der Mischung mit dem Werkstück in ein sauerstoffreies Medium mit anschliessender Wärmebehandlung in diesem Medium vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass man das Ubergangsmetall in einer Menge von etwa 78-94 Ma.-% der Gesamtmasse der Mischung nimmt, Iod als Aktivator in einer Menge von etwa 1-5 Ma. -% und das Nitrid des benutzten Ubergangsmetalls als inerten Füllstoff in der restlichen Menge verwendet, wobei man das Verhältnis der Masse der Pulvermischung zur Masse des zu bearbeitenden Werkstückes in einem Bereich von etwa 1:0,5 bis 1:1 auswählt, Argon als sauerstoffreies Medium verwendet, und zusätzlich gasförmigen Stickstoff in die Pulvermischung einführt, wobei das Argon und des gasförmige Stickstoff gemeinsam im Volumenverhältnis 1:10 mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,01-0,02 l/min auf ein Quadratzentimeter Fläche des Querschnitts der Mischung zugeführt werden. und die Wärmebehandlung im Zustand einer Flammenführung von einer örtlichen Initiierung der Pulvermischung realisiert.Process for the production of a high-melting inorganic coating on the surface of the workpiece, which comprises the production of a powder mixture containing at least one transition metal of the element system, an inert filler and activator, the placement of the workpiece to be processed in the powder mixture and the arrangement of the mixture with the workpiece in an oxygen-free medium with subsequent Provides heat treatment in this medium, characterized in that one takes the transition metal in an amount of about 78-94 Ma .-% of the total mass of the mixture, iodine as an activator in an amount of about 1-5 Ma. -% and the nitride of the transition metal used as an inert filler in the remaining amount, whereby the ratio of the mass of the powder mixture to the mass of the workpiece to be machined is selected in a range of about 1: 0.5 to 1: 1, argon as oxygen-free Medium used, and additionally introduces gaseous nitrogen into the powder mixture, the argon and the gaseous nitrogen being fed together in a volume ratio of 1:10 at a rate of about 0.01-0.02 l / min to a square centimeter area of the cross section of the mixture . and the heat treatment in the state of flame guidance is carried out by local initiation of the powder mixture.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Bor als Nichtmetall und das Borid des benutzten Ubergangsmetalls als die Verbindung des benutzten Ubergangsmetalls mit dem Nichtmetall verwendet.A method according to claim 1, characterized in that boron is used as the non-metal and the boride of the transition metal used as the connection of the transition metal used with the non-metal.

Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man Titan als Ubergangsmetall verwendet, Bor zu Titan im stöchiometrischen Verhältnis 2:1 nimmt, wobei Titandiborid als Borid des benutzten Ubergangsmetalls verwendet.Process according to Claims 1 and 3, characterized in that titanium is used as the transition metal, boron to titanium is used in a stoichiometric ratio of 2: 1, titanium diboride being used as the boride of the transition metal used.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Silizium als Nichtmetall und das Silizid des benutzten Ubergangsmetalls als Verbindung des benutzbaren Ubergangsmetalls mit dem Nichtmetall verwendet.A method according to claim 1, characterized in that silicon is used as the non-metal and the silicide of the transition metal used as a compound of the usable transition metal with the non-metal.

Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass man Molybdän als Ubergangsmetall verwendet, Silizium zu Molybdän im stöchiometrischen Verhältnis 2:1 nimmt, wobei das Molybdändisilizid als Silizid des benutzbaren Ubergangsmetalls verwendet.A method according to claim 1 and 5, characterized in that molybdenum is used as the transition metal, silicon to molybdenum in a stoichiometric ratio of 2: 1, the molybdenum disilicide used as silicide of the usable transition metal.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man Zirkonium als Ubergangsmetall und das Zirkoniumnitrid als Nitrid des benutzbaren Ubergangsmetalls verwendet.A method according to claim 2, characterized in that zirconium is used as the transition metal and the zirconium nitride as nitride of the usable transition metal.