DE1621050A1

DE1621050A1 - Verfahren zum Aufbringen eines UEberzugs aus einer Titanverbindung auf Metallkoerpern

Info

Publication number: DE1621050A1
Application number: DE19671621050
Authority: DE
Inventors: Cook Newell Choice
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-11-10
Filing date: 1967-11-10
Publication date: 1971-04-22
Also published as: BR6794466D0; US3479159A; NL6715335A; GB1199027A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines metallischen Überzugs auf Metallkörpern und .insbesondere ein Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs aus einer Titanverbindung auf Metallkörpern in einem schmelzflüssigen Salzbad.

Es ist bekannt, daß Titan auf gewissen Metallkörpern mit einem Schmelzpunkt oberhalb 1000 C galvanisch abgeschieden werden kann, so daß eine fest haftende Schicht aus abgeschiedenem Metall auf dem Metallkörper entsteht, die durch eine Metallbindung aufeinander haften, und zwar durch Elektrolyse in einem achratlzflüsüigen Salzbad. Tar dieses Vorfahren nind jedoch hohe S-^romdlchten und hohe Temperaturen

erforderlich, Stromdichten im Bereich von 25-200 A/dm sindnicht ungewöhnlich.,."

Ein gleichmäßiger, widerstandsfähiger "und gut haftender Überzug aus einer Titanverbindung läßt sich auf eine spezifische "Gruppe von Metallen bei Verwendung niedriger

Stromdichten, d. h. Stromdichten im Bereich von 0,05-10 A/dm , aufbringen. Diese Überzugsbildung mit Titan ist dann möglich, wenn für eine sauerstoff^freie Atmosphäre gesorgt ist, bei der auch keine Oxyde im Schmelzbad vorhanden sein dürfen.

Gemäß dem Torliegenden Verfahren dient das Titan -als Anode und wird in ein,schmelzflüssiges Salzbad eingetaucht, das aus einem Alkalime~bsl 1 fluorId, aus Mischungen solcher AlkalimetallfluorjLde und aus ÄLschungen von Alkalimetallfluoriden mit Strontiitmfluordtd oder Bariumfluorid besteht u#d 0,01-5 IIol$ JMtanfiu^ Es können höhere Konzentrationen an Tltanfluorid verwendet werden, was jedoch keine angemessenen Vorteile bietet» Eine zu hohe Titanfluoridkon- -zentration verringert sogar -die Wirksamkeit des SchmeXzbades als ELußmittfil. Als Kathode dient der Metallkörper, auf den der Überzug aufgebracht werden soll. Eine solche Kombination stellt eine JBlektrolyt-zelle dar, in der ein elektrischer Strom erzeugt wird, wenn eine außerhalb des Sehmelzbades befindliche elektrische V_erbindung zwischen der Metallkathode und der. Titananode hergestellt wird. Unter diesen Bedingungen löst sich Titan im schmelzflüssigen Salzbad, und Titanionen werden auf der Oberfläche des Jttetallkörpers entladen, wo sie

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eine Titanschicht bilden, -die sofort in den Metallkörper oder das Basismetall eindiffundiert und mit dem Basismetall reagiert, so daß ein Überzug aus einer Titanverbindung entsteht.

Hie für das vorliegende .Verfahren verwendbaren

Alkalimetallfluoride umfasse» .die Fluoride von Lithium, Natrium, Kalium, !Rubidium und Caesium. Zweckinäßigerweise wird, jedoch ein eutektisches Gemisch aus Hatriumfluorid und Lithiumfluorid verwendet, da durch eine Verdrängungsreaktion freies Alkalimetall erzeugt wird und Kalium, Rubidium und Caesium sich bei den verwendeten Betriebstemperaturen verflüchtigen, was ersichtlicherweise Nachteile bietet. Am zweckmäßigsten verwendet man Lithiumfluorid als schmelzflüssiges Salzbad, in dem das Titanfluorid gelöst ist, da bei Betriebstemperaturen von SOO-1100 ⁰C Lithium nicht nennenswert verdampft. Mischungen aus Alkalimetallfluoriden mit Strontiumfluorid und Bariumfluorid können ebenfalls als schmelzflüssiges Salzbad nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Calciumfluorid und ^agnesiuiiifluorid können ebenfalls mit den Alkalimetallfluoriden vermischt werden, jedoch gehen dabei Calcium und Magnesium in geringen Lengen in den Diffusionsüberzug ein, was für gewöhnlich nicht erwünscht ist.

Die chemische Zusammensetzung des schmelzflüssigen Salzbaaes ist kritisch, wenn optimale Überzüge aus einer Titanverbindung erzielt werden sollen. Das verwendete Salz sollte möglichst wasserfrei sein und keine Verunreinigungen enthalten, oder es müßte sieh durch bloßes Erhitzen während

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der Schmelzverflüssigung leicht trocknen oder reinigen lassen. Das Verfahren muß in einer sauerstoff-freien "Atmosphäre durch-τ' geführt werden, da Sauerstoff den Prozessablauf stört, indem sich Titanoxyd bildet, so daß sich auf der i^etallkathode kein fest haftender Überzug aus Titan abscheiden kann. Das Verfahren kann beispielsweise in einem Inertgas oder in Vakuum durchgeführt werden. Der Ausdruck "sauer stoff-freie Atmosr>häre" beinhaltet, daß weder atmosphärischer Sauerstoff noch iu.etalloxyde im schmelzflüssigen üalzbad enthalten sein dürfen. Die besten Ergebnisse erzielt man mit chemisch reinen balzen als Ausgangsmaterialii.n und.~dao.urch, ds!? daß Verfahren in V&i:ivul, oder in einem Inertgas durchgeführt v/ird, beispielsweise in einer Atmosphäre aus Argon, Helium, L'eon, Krypton oder XeUOr₁..

Gelegentlich zeigte sich, daP auch die im Handel erhältlichen, chemisch reinen Salze noch weiter gereinigt werden mußten, um nach dem vorliegenden Verfahren befriedigende Ergebnisse erzielen zu können. Diese Reinigung kann dadurch erfolgen, daß zu Beginn als Kathode Abfallmetallteile verwendet werden, mit denen einige Durchgänge durchgeführt werden, und zwar entweder mit oder ohne zusätzliche äußere Spannung, wobei aus dem Bad diejenigen Verunreinigungen abgeschieden werden, die bei der Bildung von aus einer Titanverbindung bestehenden Überzügen hoher Qualität einen nachteiligen Einfluß haben.

TJm das Funktionieren der Elektrolytzelle zu gewährleisten und um einen optimalen Überzug aus einer Titanverbin-

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dung herstellen zu können, der nicht etwa durch vorhandenes Tit&noxyd eine unebene Oberfläche aufweist, müssen sämtliche Spuren von Sauerstoff oder Sauerstoffverbindungen aus dem Schmelzbad entfernt werden j über dem Schmelzbad muß dauernd eine Inertgas-Atniosphäre herrschen, die eine Diffusion von Sauerstoff in das Schmelzbad verhindert. Obwohl bei anderen irietallbeschichtungsvorgängen die Möglichkeit besteht, den Sauerstoff aus dem schmelzflüssigen Salzbad dadurch zu entfernen, daß eine Kohlenstoffanode verwendet und das Bad als Elektrolytzelle betrieben wird, bis durch die Kohlenstoffanode sämtliche Oxyde und ,sämtlicher Sauerstoff entfernt wurde, zeigte sich, daß bei Verwendung von Titan als Überzugsmaterial eine Kohlenstoffanode den Sauerstoff nicht so vollständig entfernen kann, daß keine unerwünschten Titanoxyde mehr entstehen. Die letzten Spuren von Sauerstoff und Metalloxyden können jedoch dadurch aiis dem Schmelzbad entfernt werden, daß das Schmelzbad in eine Inertgas-Atmosphäre gebracht wird und Titanstreifen oder Titanspäne so lange in das Bad eingetaucht werden, bis sie nach Entfernen aus dem Bad eine glatte, glänzende Oberfläche aufwiesen, denn durch die Reaktion zwischen Titan und Sauerstoff wird die glänzende Titanoberfläche zerfressen oder zerstört.

Jbs zeigte sich außerdem, daß bei Verwendung von Vanadium, Mob, Tantal, Chrom, Molybdän oder Wolfram als zu beschichtenden Material die Überzugsbildung mit einer Titanverbindung unter Ausschluß von Kohlenstoff oder kohlenstoff-

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haltiger Materialien durchgeführt werden muß, da Kohlenstoff" ein sehr stabiles Metallkarbid auf der Oberfläche der Metallkathode bildet, wodurch eine weitere Überzugsbildung sehr erschwert wird und die aufgebrachten Überzüge nicht fest haften Der Kohlenstoff läßt sich aus dem. schmelzflüssigen Salzbad dadurch entfernen, daß das Bad als Elektrolytzelle betrieben wird', in dem Vanadium oder Niob als Kathodenmaterial dienen, bis sich auf der Oberfläche des Basismetalls kein Karbidüberzug mehr bildet. Wenn das Salz durch ein feingewebtes Drahtgeflecht gefiltert wird, insbesondere ein Drahtgeflecht aus Materialien, die mit dem Kohlenstoff unter Bildung von Metallkarbiden reagieren, kann der Kohlenstoff ebenfalls in zufriedenstellender Weise aus dem Schmelzbad entfernt werden. Der Ausdruck "kohlenstoffhaltiges Material" bezeichnet jegliche Form des Kohlenstoffs als organische oder anorganische Verbindung, die Kohlenstoff in ihrer Molekülarstruktur enthält. Solche anorganischen Verbindung sind Metallkarbide, etwa Calciumcarbid, Molybdänkarbid, etc. und ^etallsalze, etwa Natriumkarbonat etc. öolche organischen Verbindungen sind Kohlenwasserstoffe, wie methan, Äthan, Dodecan etc., sowie andere, wie für Fachleute ersichtlich ist.

Als Basiaiuetall, das sich nur Beschichtung mit einem überzug aus einer Titanverbindung· nach dem vorliegenden Verfahren eignet, kann ein Metall der Ordnungszahl 13» 23-^9, 41-47 und 73-79 verwendet werden. Zu dienen Metallen zählen beispielsweise Aluminium, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen,

-■"■'■ BAD

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Sobald, Hiekel, Kupfer, Niob, Iuolybdän, Technetium, Ruthenium, Ehodium, Palladium, Silber,^lTantal, Wolfram, Bhenium, Osmium, Iridium, Platin und Gold. Legierungen dieser LIetalle oder Legierungen, die diese Metalle als Hauptbestandteil, d. h. mehr sls 50 MoI^,enthalten, wobei ein anderes Meteil als untergeordneter Bestandteil mit weniger al« 50 iaol'> enthalten ist, können auch zur Überzugsbildung nach der vorliegenden Erfindung verwendet wei-den, falls der Schmelzpunkt der resultierenden Legierung nicht niedriger als die Betriebstemperatur den Schmelzbades ist.

Pur eine sinnvolle Beschichtungegeschwindigkeit wild um die Diffusion von Titan in das Basismetsll zu gewährleisten, damit ein Überzug aus einer Titanverbindung entsteht, soll die Betriebstemperatur für das Verfahren nicht unterhalb 500 ⁰C liegen, niedrige Tempert türen von etv;a 500 G sind nur dann zweckmäßig, wenn Aluminium das zu beschichtende Metall ist. Bevorzugte Betriebstemperaturen liegen im Bereich zwischen 900-1100 ⁰C, besser noch im Bereich zwischen 1000-1100 ⁰C.

Die Temperatur, bei der das erfindungsgemäße Verfahren ö.urchs;..führt wird, hängt bis zu einem gewissen Grade von dem speziellen schmelzflüssigen Salzbad ab. Wenn beispielsweise niedrige Temperaturen von etwa 500 ⁰C erwünscht sind, kann ein Eutektikunf aus Lithium-, Natrium- und Kaliumfluorid oder aus Lithium- und Kaliumfluorid verwendet werden. Wenn die Betriebstemperatur im Bereich zwischen 900-1100 ⁰C liegt, wird Lithiumfluorid als Schmelzbad bevorzugt.

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Wenn ein elektrischer Stromkreis außerhalb des Schmelzbades hergestellt wird, indem die Tit-ananode über einen Leiter mit der laetallksthode verbunden wird, fließt ein elektrischer Strom ohne zusätzliche äußere EMK.. Die Anode erzeugt durch Lösen, im schiuelzflüssigen Salzbad Elektronen und Ionen. Die Elektronen fließen durch den äußeren Stromkreis, der durch den Leiter gebildet wird, und die i^eti llionen wandern durch das Schmelzbad zur iletallkathode, auf die der Überzug aus einer Titanverbindung aufgebracht werden soll, wo die Elektronen die Titanionen entladen und dadurch ein Überzug aus einer Titanverbindung entsteht. Der Strom kann mit einem Amperemeter gemessen werden, woraus sich die auf der Metallkathode abgeschiedene Metallmenge berechnen läßt, die sich in eine als Titanverbindung vorliegende Schicht umwandelt. Wenn die Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstands bekannt ist, läßt sich die Dicke des zu bildenden Überzugs aus einer Titanverbindung berechnen, so daß eine genaue Kontrolle des Verfahrens möglich ist, durch die jede gewünschte Dicke des aus der Titanverbindung bestehenden Überzugs erreicht werden kann.

Obwohl das Verfahren ohne zusätzliche äußere ELiK in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden kann, besteht die Möglichkeit, eine niedrige Spannung anzulegen, wenn während der Reaktion eine konstante Stromdichte erwünscht ist und wenn die Abscheidungsgeschwindigkeit des den Überzugbildenden Titans erhöht werden soll, ohne daß dabei die

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Diffusionsgeschwindigkeit des in die Metallkathode eindiffundierenden Titans überschritten werden darf. Die zusätzliche EiiJi sollte 1,0 V nicht überschreiten und vorzugsweise im Bereich zwischen 0,1-0,5 "V liegen.

V/enn die Betriebsdauer durch Anlegen einer zusätzlichen Spannung verkürzt werden soll, sollte die Ge saints tromdichte 10 A/dm nicht überschreiten. Bei Stromdichten oberhalb 10 A/dm übersteigt die Abscheidungsgeschwindigkeit die Difl'usionsgeöchwindigKeit des Titans, wodurch die Metallkathode mit einer galvanischen Schicht aus Titan überzogen wird.

Da die Diffusionsgeschwindigkeit von Titan in den als Kathode dienenden Metallkörper je nach Art des Materials variiert und von der Temperatur und der Dicke des zu bildenden Überzugs abhängt, können die oberen Grenzen der verwendeten Stroiüdichten variieren. Die Abschei-dungsgeschwindigkeit des den Überzug bildenden Materials muß deshalb so eingestellt werden, daß die Diffusionsgenchwindigkeit der in die Metallicathode eindiffundierenden Metallteilchen nicht überschritten wird, damit ein Diffusionsüberzug hoher Qualität gewährleistet bleibt. Die maximale Stromdichte für einen guten Überzug aus

ο einer Titanverbiridung liegt bei 10 A/dm , falls das Verfahren in οΌ.,1 hierfür bevorzugten Tempereturbei'eich durchgeführt wird. Höhere Stromdichton können manchmal dazu verwendet werden, eirjfc/i Titfcirrüberzug herzustellen, der nicht nur aus der Titanvorb.indun>_: besteht, sondern außerdem über der Diffusionsschicht eine äußere Titansohicht enthält.

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2 ■Sehr niedrige Stromdichten (0,01-0,1 A/dm ) werden"

verwendet, wenn die Diffusionsgeschwindigkeiten entsprechend niedrig sind und wenn sehr verdünnte Oberfläch enlösun/gen oder eine sehr dünne Überzugs schicht erzielt werden soll. Die Zusammensetzung des Diffusionsüberzugs kann geändert werden, indem man die Stromdichte variiert, so daß unter verschiedenen Versuchsbedingungen unterschiedliche und für verschiedene Verwendungszwecke geeignete Zusammensetzungen von Diffusionsüberzügen geschaffen werden können. Im allgemeinen liegt die Stromdichte für einen aus einer Titanverbindung bestehenden Überzug guter Qualität zwischen 0,50-5 A/dm , und zwar für die hier angeführten, bevorzugten Temperaturbereiche.

Wenn eine äußere EMK verwendet wird, sollte die Gleichstromquelle, beispielsweise eine Batterie oder dergleichen, mit dem äußeren Stromkreis in Serie geschaltet werden, so daß die negative Klemme an der zu beschichtenden Metallkathode und die positive Klemme an der Titananode in den äußeren Stromkreis eingeschaltet wird. Auf diese Weise addieren sich die Spannungen der beiden Stromquellen algebraisch.

Ersichtlicherweise Können zur Steuerung des Verfahrens Meßgeräte in den äußeren Stromkreis eingeschaltet werden, beispielsweise Voltmeter, Amperemeter, Widerstände, Zeitschalter etc.

Da sich die Eigenschaften des aus einer Titanverbindung bestehenden Überzugs bezüglich Widerstandsfähigkeit, guter Haftung und Korrosionsbeständigkeit über die gesamte

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zu beschichtende Fläche gleichmäßig verteilen, besitzen die nach cem vorliegenden Verfahren mit einem aus einer Titanverbindungen bestehenden Überzug versehenen Metallkörper einen weiten Anwendungsbereich. Die beschichteten ke talle können beispielsweise zu Beaktionskesseln für chemische Reaktionen, zu Zahnrädern, Lagern oder'anderen Bauteilen verarbeitet werden, die eine harte, widerstandsfähige Oberfläche erfordern. Weitere Anwendungsbereiche,, sowie Änderungen und Abwandlungen des vorliegenden Verfahrens im Bereich der Erfindung werden für Fachleute ersichtlich sein.

Der Ausdruck "Titanverbindung" bedeutet eine feste lösung oder Legierung zwischen dem Titan und dem Basismetall, unabhängig davon, ob das Basismetall mit dem Titan eine intermetallische Verbindung in festgelegtem stöchiometrischem Verhältnis bildet, die als chemische Formel dargestellt werden kann.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Alle angegebenen Verhältnisse sind, G-ewichtsverhältnisse, falls nicht ausdrücklich andere Größen angegeben sind. ·

Beispiel 1

Lithiumfluorid (9534 g) wurde in einen Behälter aus Flußstahl eingefüllt, der einen Durchmesser von 15,2 cm und eine Höhe von 45,7 cm besaß (6" χ 18") und der-mit einer Monelauskleidung versehen war, deren Durchmesser 14 cm und Höhe 45,1 cm betrug (5V2" χ 17^4"). Der Behälter wurde durch eine

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Deckplatte aus Nickelstahl mit den Abmessungen 28 χ 2,5 cm (11" χ 1") verschlossen. Die Deckplatte enthielt einen Durchlaß für Kühlwasser, zwei Öffnungen mit einem Durchmesser von 5,7 cm (2V4") für zwei als jilektroden dienende Glaszylinder, zwei Offnungen von 2,5 cm Durchmesser (1") für ein Thermoelement und ein Gaszuführungsrohr (gas bubbler). Der Stahlbehälter wurde in einen elektrischen Üfen mit einem Durchmesser von 17,ti cm und einer Höhe von 50,8 cm (7" x 20") gebracht, in dem eine Inertgas-Atmosphäre aufrechterhalten werden konnte, um eine Oxydation des otehlbehälters zu vernindern. Das Lithiumfluorid wurde dann im Vakuum geschmolzen. Dann wurde Argon in den Behälter eingeleitet, wobei eine Diffusion von Luft in den Behälter .verhindert wurde. 0,3 i-iol/i Titanfluorid wurden dann dem lithiumfluorid zugesetzt.

Zum Reinigen des Schmelzbades von Oxyden, die die Bildung einer Diffusionsschicht aus einer Titanverbindung stören, wurden dann sechs Versuchsreihen bei 1000 C durchgeführt. Diese Versuchsreihen wurden mit einem Hickelstreifen mit den Abmessungen 15,2 χ 2,5 x 0,063 cm (6" χ 1" χ 0,025*5 als Kathode und einem Titanstreifen als Anode durchgeführt. Die zunehmend besseren Versuchsergebnisse sind der folgenden Tabelle zusammengefaßt, wobei der Stromwirkungsgrad aus. einer Valenzänderung für Titan ermittelt wurde.

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	Zeit , (min)	Tabelle	VJl	bis	+O₁	1	0	G-ewv- zunahme Ti (g)	Strom wirkungs grad (%)
	60	Anodenspannung (V)	VJl	bis	+0,		0	0,350	14
1.	60	-0,	5	bis	+0,	Strom (A)	2	0,453	18
2.	60	-0,	,55	5,		0,500	42
3.		-0,	VJl	5,
		,3	o,

Reinigung für 7 Ampere-Stunden, keine Messung bezüglich Überzugsbildung

4.	30	-0	,5	bis	-0	,25	0,	25	,082	110
5.	60	-0		bis	-0	,02	1,	0	,609	103
6.	30	-0	,5	ti s	+2	,25	2,	0	,546	93

Die Betriebsdaten für Versuch Hr, 4 und 5 sind in den folgenden beiden Tabellen zusammengefaßt. Versuch Ur«4

Zeit imin)	Anodenspannung (V)	Strom(A)	Bemerkungen
0	-0,475	0,1	ohne EMK
1	-0,330	0,25	mit äußerer EMK
VJl	-0,300	0,25
30	-0,250	0,25	Strom ausgeschaltet
50:10	-0,380	0
51	-0,400	0
Vorauch	Ur. 5
Zeit (min)	Anoaensr)annung(V)	Strom(A)	Bemerkungen
0	-0,500	0,13	ohne äußere EMK
1	-0,260	1.0	mit äußerer EMK
5	-0,125
60	~Q_s016	no .	Strom ausgeschaltet
60:10	-0,112	0
61	-0,120	0

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• Aus den Tabellen ist zu ersehen, daß das Verfahre-n ohne äußere EJVIK abläuft und daß Titan gut in Wickel" eindiffundiert.

Der auf den Nickelstreifen aufgebrachte Überzug aus einer Titanverbindung in Versuch Sr.5 war 10,1*10 cm (4 mil) dick, sehr glänzend, glatt, biegsam und hart (700 Härtegrade nach Knoop). Er war beständig gegen konzentrierte Salpetersäure. Eine Analyse mit Röntgenstrahlen zeigte, daß Titan und Nickel in der Oberfläche des Überzugs vorhanden waren, jedoch keine weiteren Materialien.

Bei den ersten drei Versuchen aus Tabelle I war die Kathode hinterher sehr schwarz und sah sehr ähnlich aus wie die Titananode. Bei jedem weiteren Versuch wurden die Kathode und die Anode zunehmend reiner, bis bei Versuch Ur.6 die Nickelkathode und die Titananode eine sehr glänzende, glatte Oberfläche aufwiesen. Nachdem der schwarze Belag von der Anode entfernt worden war (Versuch 1-3) wies die Anode einen Gewichtsverlust auf, der erheblich größer war als der theoretische Wert} als die Anode jedoch ihre glänzende Oberfläche beibehielt (Versuch 5 und 6) entsprachen die Ge-Wichtsverluste im wesentlichen den theoretischen Werten. Eine Analyse mit Röntgenstrahlen zeigte in den verkrusteten Schichten das Vorhandensein von TipO und TiO, was den störenden Einfluß von vorhandenem Sauerstoff beweist, da eine Bildung von Titanoxyden eine sehr schlechte Qualität der Überzüge verursacht« Es zeigte sich, daß durch Zufuhr von

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nur wenigen ecm Luft in den Behälter^ nachdem das Schmelzbad elektrolytisch gereinigt worden war, den quantitativen Ablauf sehr stark beeinträchtigte, d. h. schlechte Titanüberzüge lieferte. Es zeigte sich außerdem, daß Sauerstoff, der als Oxyd im Salz enthalten war, durch Elektrolyse mit einer Kohlenstoffanode nicht entfernt werden konnte.

Verschiedene weitere Metalle wurden gemäß dem Verfahren aus Beispiel 1 mit einem Überzug aus einer Titanverbinoung versehen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt. Die Überzüge lagen meist als Diffusionsschicht ■ vor, jedoch können bei geeigneter Einstellung der·Temperatur unci der Stromdichte verschiedene Dicken für DiffLisionsschich.t und irslvsnische Schicht erzielt v/erden.

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Tabelle II

LO
O
τ—
CM
CD

Isir. iietall - C

Temp. Zeit ~ (

Strom- . Sew»- Stromdichte zunähme wirkungsg grad (ft)

Beschreibung des Überzugs

7. Co

10. V

11. Cr

12. Cu

13. Ta

14. Mo

1000 60

8. Fluß- 1000 120 stahl

9. Fluß- 1000 β stahl

1100 120

1100 30

900 120

1100 10

1090

0,5 0,063 100

0,5 0,465 80

5,5 0,126 100

3,0 0,108 73

2,9 0,Ό23

0,7 0,158 43

5,0 0,030 51

6,25 0,164 91

glänzend, glatt, sehr hart, ziemlich ■biegsam, 1,27^#10"5_Cni Schichtdicke, beständig gegen HNO.*, alles Diffusionsschicht ^J

ι §

/S

helle matte Oberfläche, glatt, sehr hart, ziemlich biegsam, 1,25'10"^Cm Dicke, alles Diffusionsschicht; höhere Beständigkeit gegen heiße

glänzend, glatt, hart; höhere Beständigkeit gegen heiße HITOU

sehr glänzend, glatt und hart, 1,27*10 cm Dicke, alles Diffusionsschicht, sehr beständig gegen HKO-,

mäßig glänzend, glatt, extrem hart, o,63*10~5cm Dicke, alles Diffusionsschicht

stumpfe Oberfläche, Abgrenzung der Dicke schwierig, weicher Überzug, alles Diffusionsschicht

glänzHnd, glatt, hart, 1,27·10 cm Dicke, verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Oxydation bei hohen Temperaturen

glänzend, glatt, etwas hart, 1,27*10 cm Dicke, wenig Diffusionsschicht, hauptsächlich galvanische Schicht, sehr biegsam

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-3

üabelle II (Portsetsung)

Temp,
Kr. Metall ⁰C

Stroii- G-ew.- Strom-Zeit dichte zunähme wirkungs- (min) A/dm'¹ g ^rad (%) Beschreibung des 'Überzugs

15. Mo

20. Pd

21. Pt

1100

110C

60

1000

15

0,6 0,213

6,5

0,125

17.	Sb	11 OC	60	CVl	C	C,	201
18,	So dar	1000	60	o,	5	0,	101
19.	304 S.S.	1000	60		6	0,	495

4,3 0,056

4,4 0,060

■3,

1,27*10 ^ cm Diffusionsschicht, helle matte Oberfläche, glatt, hart, spröde, keine galvanische Schicht

1,27*10""⁵cm; helle matte Oberfläche, glatt,weich, biegsam, wenig Diffusionsschicht, hariptsächlich galvanische Schicht'

—3
1,27*10 "cm; ziemlich hart, sehr biegsam, hauptsächlich Diffusionsschicht

2,5*10 cmj glänzend, glatt, sehr hart, biegsam, beständig 'gegen HN0~, alles Diffusionsschicht ■ ·*

,2,5*10 cm; glänzend, glatt, sehr hart, ziemlich biegsam, meist Diffusionsschicht

2,5*1C· cm; helle matte Oberfläche, glatt, biegsam, alles Diffusionsschicht

2,1*10 ■cm; helle matte Oberfläche, glatt, biegsam, alles Diffusionsschicht

CD
D
O

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Claims

Patentanmeldung: Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs aus einer Titanverbindung auf Metallkörpern. PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs aus einer Titanverbindung auf Ivietallkörpern mit einem Schmelzpunkt von mindestens 600 ⁰C und bestehend aus mindestens 50 iu.ol$ wenigstens eines Metalls mit der Ordnungszahl 13, 23-29, 41-47 und 73-79,· gekennzeichnet durch (1) Herstellen einer Elektrolytzelle aus dem Metallkörper als Kathode, die über einen äußeren Stromkreis mit einer Titananode verbunden ist, die in ein schmelzflüssiges Salzbad eintauchen, das im wesentlichen aus einem der Alkalimetalliluoride, aus Mischungen dieser Alkalimetallfluoride und aus Mischungen von Alkalimetallfluoriden mit Strontiumfluorid oder Bariumfluorid mit einem Zusatz von 0,01-5 Μο1?έ Titanfluorid besteht

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und auf einer Betriebstemperatur von mindestens 500 C, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes der Metallkathode gehalten wird, und zwar in einer sauerstoff-freien Atmosphäre; (2) Regelung des - Stromflusses in der Elektrolytzelle, so daß die Stromdichte an der Kathode während der Bildung des aus einer

Titanverbindung bestehenden Überzugs 10 A/dm nicht überschreitet ι (3). Unterbrechung des elektrischen Stromflusses, nachdem sich die gewünschte Dicke des aus einer Titanverbindung bestehenden Überzugs auf dem Metallkörper gebildet hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dacurch gekennzeichnet, daß die sauerstoff-freie Atmosphäre durch ein Vakuum erzielt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zusätzlich in einer kohlenstoff -freien Atmosphäre durchgeführt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die sauerstoff-freie Atmosphäre dadurch erzeugt wird, daß vor der Überzugsbildung Titan mit dem schmelzflüssigen Selzbad so lange in Berührung gebracht wird, bis der Sauerstoff aus dem Schmelzbad entfernt worden ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallkathode Hickel verwendet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet^ daß als Metallkathode Kobald verwendet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallkathode Vanadium verwendet wird.·

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8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4» dadurch gekennzeichnet, daß als Metallfcathode Molybdän verwendet wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4» dadurch gekennzeichnet, daß als Metallkathode Mob verwendet wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4» dadurch gekennzeichnet, daß als Metallkathode Eisen verwendet wird.

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