DE656541C

DE656541C - Verfahren zur oertlichen Begrenzung der Oberflaechenhaertung, insbesondere beim Nitrieren von Werkstuecken

Info

Publication number: DE656541C
Application number: DEA77899D
Authority: DE
Inventors: Franz Heckeberg; Dr Adolf Walz
Original assignee: Argus Motoren GmbH
Current assignee: Argus Motoren GmbH
Priority date: 1935-12-11
Filing date: 1935-12-11
Publication date: 1938-02-08

Description

Verfahren zur örtlichen Begrenzung der Oberflächenhärtung, insbesondere beim Nitrieren von Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur örtlichen Begrenzung der Oberflächenhärtung, insbesondere beim Nitrieren von Werkstücken, durch Überziehen der nicht zu härtenden Oberflächen mit einer Schutzschicht aus einfern Metall oder einer Metallegierung.
Main ging bisher bei der örtlichen Nitrierung von Werkstücken im allgemeinen so vor, daß man zunächst das Werkstück im ganzen verzinnte und an den Stellen, die gehärtet werden sollen, den Überzug durch mechanische Bearbeitung entfernte, um dann die Härtung selbst vorzunehmen. Es tritt nun der Mißstand ein, daß beim Erwärmen das Zinn sehr starke Neigung hat, über die Ränder der bearbeiteten Stellen zu treten und dadurch die ordnungsmäßige Härtung zu beeinträchtigen. Diese Schwierigkeit ist so beträchtlich, daß bei wichtigen Erzeugungsgebieten der Vorteil der Stickstoffhartung in Frage gestellt ist.
Es ist daher bereits der Vorschlag gemacht worden, zur Verhinderung des Weiterfiießens des Zinns die verzinnten Stellen xnit einem Überzug von N:atriumwasserglas und Aluminiumpulver zu versehen und diesen trocknen zu lassen. Ferner wurde vorgeschlagen, die verzinnten Stellen oder das ganze Werkstück in ein. sauf gegen 40o° C erhitztes Salzbad (z. B. :aus Natriumnitrat und Kaliumnitrat) einzutauchen. In dem Bad soll das flüssige Zinn zu Boden fließen, ohne sich an den vorher nicht verzinnten Stellen festzusetzen, wobei mit der Oxydation der nicht verzinnten Stellen nach dem Einbringen in das Salzbad gerechnet wird, ferner damit, daß sich die Zinntropfen mit einer Oxydhaut bedecken, durch die das Weiterverzinnen verhindert werden soll.
Die genannten Verfahren haben, abgesehen von ihrer Umständlichkeit, den Nachteil, daß das Ausfließen des Deckmetalls nicht mit Sicherheit verhindert werden kann. So läßt es sich schwer verhindern, daß beim Eintauchen des Werkstücks in das Salzbad das leicht flüssige Metall über die Ränder fließt. Auch ist die nachträgliche Bildung einer Oxydschicht .auf den anhaftenden Zinntropfen kein sicherer Schutz gegen das Übertreten.
Diese Mängel werden nach der Erfindung auf einfachste Weise beseitigt.
Sie geht von der Erfahrung aus, daß die nach dem Abschmelzen und Oxydieren des Zinns verbleibende dünne Schicht, wahrscheinlich eine durch Diffusion entstandene Fe-Sn-Legierung, den Schutz gegen Nitrierung übernimmt.
Nach dem neuen Verfahren wird diesle hauchdünne Schicht in einem besonderen Arbeitsgang einer Wärmebehandlung hergestellt, die darin besteht, daß die Erwärmung, insbesondere die Oxydation; so lange fortgesetzt wird, bis die Neigung der Deckschicht zum Ausfließen über die Ränder wer:-. schwindet: Erst dann erfolgt die Freilegü@; der zu nitrierenden Flächen und das Ein bringen des Werkstücks in den Nitrierofen.
Das Werkstück -wird zunächst in irgendeiner bekannten Weise mit einem gu:thaftenden Metallüberzug, vorzugsweise von Zinn oder einer Zinnlegierung; versehen, wobei der Feuerverzinnung der Vorzug gegeben wird. Bevor nun aber das Werkstück an. den Stellen bearbeitet wird, die später Oberflächenhärte serhalten sollen, wird nach dem neuen Verfahren die genannte besondere Wärmebehandlung vorgenommen.
Dias Werkstück wird hierbei so lange, vorzugsweisse bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des Überzugs und unterhalb der Anl.aßtemperatur des vergüteten Nitrierstahls, z. B. bei den Temperaturen, die später für das Nitrieren in Frage kommen, also 5oo bis 55o° C, erwärmt, bis alles überschüssige Zinn unter Einwirkung der Erwärmung und der im Ofen wirksamen Gase vom Werkstück entfernt worden ist. Die Wärmebehandlung braucht nicht in N- oder NH3haltiger oder reduzierender Atmosphäre vorgenommen zu werden, sondern kann zweckmäßig in oxydierender Atmosphäre geschehen. Wenn die Oberfläche bei der für die Nitri@erung vor- -gesehenen Temperatur keine verflüssigbaren oder zum Ausfließen neigenden Überzugsteile mehr zeigt, ist die Wärmebehandlung beendet. Die verbleibende Schicht verhindert das Nitrieren vollständig. Nach dieser Wärmebehandlung erfolgt die mechanische Bearbeitung der freizulegenden Teile durch Drehen, Schleifen o. dgl.
:` Erfolgt nun das Nitrieren und Härten in .`@cwöhnlicher Weise, so werden. die Grenzen fischen härten und weichen Teilen des .Werkstücks haarscharf eingehalten.
Die Wärmebehandlung kann dadurch abgekürzt werden, daß die Oxydschicht wiederholt mit Stahlbürste o. dgl. entfernt -wird. Auch kann der Vorgang durch Züführuing von Sauerstoff oder überschüssiger Luft im Ofen beschleunigt werden.
Die Vorteile des neuen Verfahrens erschließen der Stickstoffhärtung ganz neue Anwendungsmöglichkeiten. So ist es z. B. möglich, Maschinenteile, die bisher aus hochlegierten Cr-Ni-Stählen hergestellt wurden, nicht nur gleichwertig, sondern hins7ichtlich Verschleiß oder Wärmebeständigkeit verbessert aus billigem; niedriglegertem Nitrierstahl zu erzeugen.

Claims

PATENTANSPRUCI-I: Verfahren zur örtlichen Begrenzung der Oberflächenhärtung, insbesondere beim Nitrieren von Werkstücken, durch überziehen der nicht zu härtenden Oberflächen mit einer .Schutzschicht aus einem Metall oder einer Legierung, vorzugsweise Zinn oder dessen Legierungen, und deren Oxydation, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation so lange fortgesetzt wird, bis die Neigung des Metalls oder der Legierung, auf dem Werkstück weiterzufließen, aufgehoben ist.