DE2356675C3 - A method for producing a molten treatment bath for producing a chromium carbide layer on the surface of an article made of iron, an iron alloy or cemented tungsten carbide containing at least 0.06% carbon - Google Patents
A method for producing a molten treatment bath for producing a chromium carbide layer on the surface of an article made of iron, an iron alloy or cemented tungsten carbide containing at least 0.06% carbonInfo
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Description
Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.The invention relates to the subject matter characterized in the claims.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Beschichtung oder Bildung einer Metallcarbidschicht auf der Oberfläche von Metallgegenständen bekannt. Die US-PS 32 32 853 beschreibt ein Verfahren zur elektrischen Abscheidung von Chrom auf der Oberfläche von Metallgegenständen. Aus der FR-PS 6 31 193 ist die Verwendung von Boratschmelzen beim galvanischen Verchromen bekannt. Die US-PS 36 71 297 beschreibt ein Verfahren zur Bildung einer Chromcarbidschicht auf der Oberfläche von Metallgegenständen mittels eines J5 geschmolzenen Bchandlungsbades, das Borsäure oder ein Borat und ein Chrom enthaltendes Metallpulver umfaßt. Dieses sehr leistungsfähige und billige Verfahren liefert eine gleichmäßige Carbidschicht, die eine sehr hohe Härte im Bereich von HV 1800 kg/mm2 bis HV 2000 kg/mm2 aufweist [die Vickers-Härte wurde an der Oberfläche des Materials mit Hilfe des Mikro-Vikkers-Härte-Prüfgeräts bestimmt (Belastung (in N): 100 g)]. Infolge der hohen Härte zeigen mit einer solchen Carbidschicht versehene Gegenstände ein überlegenes Verhalten gegenüber Abrieb und sind daher besonders für Preßformen, beziehungsweise Preßwerkzeuge, wie Matrizen und Strangpreßformen und Stempel, für Werkzeuge, wie Kneifzangen und Schraubenzieher, für Teile verschiedener Arten von ">o Werkzeugmaschinen und Automobilteile, die dem Abrieb unterworfen sind, geeignet.Various methods of coating or forming a metal carbide layer on the surface of metal objects are already known. The US-PS 32 32 853 describes a method for the electrical deposition of chromium on the surface of metal objects. From FR-PS 6 31 193 the use of borate melts in galvanic chrome plating is known. US Pat. No. 3,671,297 describes a method of forming a chromium carbide layer on the surface of metal objects by means of a molten bath comprising boric acid or a borate and a metal powder containing chromium. This very efficient and inexpensive process produces a uniform carbide layer which has a very high hardness in the range from HV 1800 kg / mm 2 to HV 2000 kg / mm 2 [the Vickers hardness was determined on the surface of the material with the help of the micro-Vikkers -Hardness tester determined (load (in N): 100 g)]. As a result of the high hardness, objects provided with such a carbide layer show superior behavior towards abrasion and are therefore particularly suitable for compression molds or compression tools such as dies and extrusion molds and punches, for tools such as pincers and screwdrivers, for parts of various types of machine tools and automobile parts subject to abrasion are suitable.
Weiterhin weist die Chromcarbidschicht eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation und Korrosion auf, als dies bei durch Wolframcarbid gebildetem v> Sintercarbid der Fall ist. Die Gebrauchsdauer des Sintercarbidgegenstandes wird daher durch die Ausbildung einer Chromcarbidschicht auf seiner Oberfläche wesentlich erhöht, wenn er in einer korrosiven Atmosphäre oder bei hohen Temperaturen eingesetzt hi wird.Furthermore, the chromium carbide layer has a greater resistance to oxidation and corrosion than is the case with v> cemented carbide formed by tungsten carbide. The useful life of the cemented carbide article is therefore significantly increased by the formation of a chromium carbide layer on its surface when it is used in a corrosive atmosphere or at high temperatures.
Das vorstehend beschriebene Verfahren hat jedoch einen Nachteil. Das Verfahren verwendet ein geschmolzenes Behandlungsbad, das Metallpartikel enthält. Diese Metallpartikel benötigen relativ lange Zeit zur Auflö- ■ ■ sung, so daß sich ungelöste Metallpartikel in der gebildeten Carbidschicht niederschlagen und die Oberfläche des behandelten Gegenstandes rauh machen können.However, the method described above has a disadvantage. The method uses a molten one Treatment bath containing metal particles. These metal particles take a relatively long time to dissolve solution, so that undissolved metal particles are deposited in the carbide layer formed and the surface the treated object can make rough.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand daher darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines geschmolzenen Behandlungsbades, das zur Erzeugung einer Chromcarbidschicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes aus Eisen, einar Eisenlegierung oder Wolframsintercarbid, der mindestens 0,06% Kohlenstoff enthält, durch Eintauchen des Gegenstandes in das geschmolzene Behandlungsbad, das Borsäure oder ein Borat und gelöstes Chrom enthält, zur Bildung der Chromcarbidschicht dient, zu schaffen, wobei mit Hilfe dieses Behandlungsbades die Erzeugung einer dichten und gleichmäßigen Chromcarbidschicht in einer technisch sichereren, einfacheren und weniger kostspieligen Weise auch auf einer glatten Oberfläche ermöglicht werden soll, ohne daß irgendwelche ungelösten, im ßehandlungsbad vorhandenen Metallpartikel auf der Oberfläche des Gegenstandes als rauhe Stellen auftreten.The object on which the present invention is based was therefore to provide an improved method for the production of a molten treatment bath, which is used to produce a chromium carbide layer the surface of an object made of iron, an iron alloy or cemented tungsten carbide, which is at least Contains 0.06% carbon by immersing the article in the molten treatment bath, containing boric acid or a borate and dissolved chromium, serves to form the chromium carbide layer create, with the help of this treatment bath, the generation of a dense and uniform chromium carbide layer in a technically safer, simpler and less costly way also in a smooth way Surface should be made possible without any undissolved in the treatment bath Metal particles appear as rough spots on the surface of the object.
Aufgrund intensiver Untersuchungen des Mechanismus der Bildung einer Schicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes durch Diffundieren von Chrom aus dem geschmolzenen Behandlungsbad, das Borsäure oder Borat und ein Chrom enthaltendes Metallpulver umfaßt, wurde festgestellt, daß die Hauptmenge des Chroms in der Chromcarbidschicht eher aus dem in dem geschmolzenen Behandlungsbad gelösten Chrom, als unmittelbar aus den ungelösten festen Metallpartikeln stammt. Das in dem Metallpulver enthaltene Chrom wird nämlich in dem geschmolzenen Behandlungsbad gelöst, und das gelöste Chrom diffundiert nach dem Erreichen der Oberfläche des Gegenstandes in diesen unter Bildung einer Carbidschicht mit dem in dem Gegenstand enthaltenen Kohlenstoff. Es ist nicht erforderlich, daß das geschmolzene Behandlungsbad iviciaüpuivef cnlhäit, sondern es genügt, dab das Chrom in gelöster Form anwesend ist.Due to intensive studies of the mechanism of the formation of a layer on the surface of a Object by diffusing chromium from the molten treatment bath, the boric acid or Comprising borate and a chromium-containing metal powder, it has been found that the majority of the chromium is in the chromium carbide layer rather than the chromium dissolved in the molten treatment bath comes directly from the undissolved solid metal particles. The chromium contained in the metal powder namely is dissolved in the molten treatment bath, and the dissolved chromium diffuses after Reaching the surface of the object in these, forming a carbide layer with that in the Subject contained carbon. It is not necessary to have the molten treatment bath iviciaüpuivef cnlhäit, but it is enough that the chrome is present in dissolved form.
Um Chrom in dem geschmolzenen Behandlungsbad zur Bildung einer Carbidschicht mit einer glatten Oberfläche zu lösen, ist es zweckmäßig, einen Metallblock ohne Kontakt mit dem zur Behandlung vorgesehenen Gegenstand einzutauchen, anstelle das oben erwähnte Metallpulver zu verwenden. Jedoch wird durch Verwendung eines Metallblocks anstelle von Metallpulver die wirksame Oberfläche des Metalls wesentlich verringert, so daß die Lösungsgeschwindigkeit merklich abnimmt. Der Metallblock kann durch Reaktion mit Luftsauerstoff passiviert werden, bevor noch eine ausreichende Chrommenge gelöst worden ist. Durch Versuche wurde festgestellt, daß die Passivierung an dem Metallblock bei einem Durchmesser von 2 mm oder mehr auftritt. Um die Passivierung zu vermeiden, kann man anstelle eines Metallblocks einen dünnen Metallfilm oder einen Inertgasmantel zum Abdecken des geschmolzenen Behandlungsbades verwenden und so die Absorption von Sauerstoff durch das geschmolzene Behandlungsbad vermeiden. Jedoch ist einerseits ein dünner Metallfilm nicht leicht zu erhalten und andererseits benötigt man eine komplizierte und kostspielige Vorrichtung sowie eine lange Zeit, um eine ausreichende Chrommenge aufzulösen.To chromium in the molten treatment bath to form a carbide layer with a smooth To solve the surface, it is convenient to use a metal block without contact with the treatment instead of using the metal powder mentioned above. However, will the effective surface area of the metal by using a metal block instead of metal powder is reduced significantly, so that the rate of dissolution decreases noticeably. The metal block can through Reaction with atmospheric oxygen must be passivated before a sufficient amount of chromium has been dissolved. Experiments have shown that the passivation on the metal block at a diameter of 2 mm or more occurs. To avoid passivation, you can use a thin one instead of a metal block Use metal film or an inert gas jacket to cover the molten treatment bath and thus avoiding the absorption of oxygen by the molten treatment bath. However, on the one hand is a thin metal film is not easy to obtain and, on the other hand, a complicated one is required expensive apparatus and a long time to dissolve a sufficient amount of chromium.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wurde nun so gelöst, daß ein Chrom enthaltender Metallblock in das geschmolzene Bad, das Borsäure oder ein Borat enthält, eingetaucht und anodisch gelöst wird.The object on which the invention is based has now been achieved in that a metal block containing chromium immersed in the molten bath containing boric acid or a borate and anodically dissolved.
Hierbei wird das Gefäß, welches das Behandlungsbad enthält, als Kathode, und der Chrom enthaltende Metallblock als Anode geschaltet. Die Chromcarbid-Here, the vessel containing the treatment bath is used as the cathode, and the one containing the chromium Metal block connected as anode. The chromium carbide
schicht kann nun durch Eintauchen eines Gegenstandes in das erfindungsgemäß hergestellte, geschmolzene Behandlungsbad gebildet werden. Es kann jedoch auch schon während der anodischen Auflösung des Chrom enthaltenden MetaJlblocks in dem geschmolzenen Behandlungsbad ein Gegenstand zur Ausbildung einer Carbidschicht auf seiner Oberfläche eingetaucht werden. layer can now by dipping an object into the inventively produced, molten Treatment bath are formed. However, it can also occur during the anodic dissolution of the chromium containing metal blocks in the molten treatment bath an object for forming a Carbide layer to be immersed on its surface.
Als Substanzen können für das erfindungsgemäß hergestellte Behandlungsbad Borsäure (B2Os) ode." ein Borat, wie isatriumborat (Borax, Na2B4O7), Kaliumborat (K2B4O7) und dergleichen, sowie deren Gemische eingesetzt werden. Die Borsäure und das Borat haben die Funktion, ein Metalloxid zu lösen und die Oberfläche des zur Behandlung vorgesehenen Gegenstandes rein zu halten, wobei weiterhin die Borsäure beziehungsweise die Borate ungiftig und schwer verdampfbar sind, so daß daher das Verfahren der vorliegenden Erfindung ohne Gefährdung des Bedienungspersonals durchgeführt werden kann. Boric acid (B 2 Os) or a borate, such as isodium borate (Borax, Na 2 B 4 O 7 ), potassium borate (K2B4O7) and the like, as well as mixtures thereof, can be used as substances for the treatment bath produced according to the invention Borate have the function of dissolving a metal oxide and keeping the surface of the object intended for treatment clean, the boric acid or borates still being non-toxic and difficult to evaporate, so that the method of the present invention can therefore be carried out without endangering the operating personnel.
Als Chrom enthaltender Metallblock kann reines Chrommetall oder eine Chrom enthaltende Legierung verwendet werden. Als Legierung ist Ferrochrom besonders günstig, da es relativ billig und leicht zu erhalten ist Es ist nicht zweckmäßig, daß diese Legierungen mehr als 10 Gewichtsprozent (alle nachfolgenden Prozentangaben sind Gewichtsprozente) an Ti, Zr, Hf, Mn, Si, Al, Mg, Ca oder ein Element der seltenen Erden enthalten, weil diese die Borsäure oder das Borat zu Bormetall reduzieren. Um die Viskosität des geschmolzenen Behandlungsbades zu senken, kann diesem eine Halogen verbindung, wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Natriumfluorid, ein Oxid, wie Phosphor(V)-oxid, ein Hydroxid, wie Natriumhydroxid, ein Sulfat, Carbonat, Nitrid und dergleichen zugesetzt werden.As the metal block containing chromium, pure chromium metal or an alloy containing chromium can be used be used. As an alloy, ferrochrome is particularly cheap because it is relatively cheap and easy to use It is not advisable for these alloys to contain more than 10 percent by weight (all The following percentages are percentages by weight) of Ti, Zr, Hf, Mn, Si, Al, Mg, Ca or an element of contain rare earths because they reduce the boric acid or borate to boron metal. To the viscosity to lower the molten treatment bath, this can contain a halogen compound, such as sodium chloride, Potassium chloride and sodium fluoride, an oxide such as phosphorus oxide, a hydroxide such as sodium hydroxide, a sulfate, carbonate, nitride and the like can be added.
Die anodische Auflösung des Chroms kann bei einer relativ niederen Spannung, bei welcher die Elektrolyse der Borsäure oder des Borats noch nicht eintritt, durchgeführt werden.The anodic dissolution of the chromium can take place at a relatively low voltage at which the electrolysis the boric acid or the borate does not yet occur.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird so gearbeitet, daß bei einer elektrischen Stromdichte an der Anode im Bereich von 0,1 bis 10 A/cm2 gearbeitet und der Metallblock anodisch während 30 Minuten bis 5 Stunden gelöst wird. Eine Erhöhung der Stromdichte verkürzt die erforderliche Zeit zur Lösung einer bestimmten Chrommenge in dem geschmolzenen Behandlungsbad. Die erforderliche Zeit für die anodische Auflösung von Chrom hängt von der Stromdichte, dem Volumen des geschmolzenen Behandlungsbades, der Größe des als Anode verwendeten Blocks und den Verbindungen, die der Block enthält, ab.According to a preferred embodiment of the invention, the operation is carried out in such a way that an electrical current density at the anode in the range from 0.1 to 10 A / cm 2 and the metal block is dissolved anodically for 30 minutes to 5 hours. Increasing the current density shortens the time required to dissolve a certain amount of chromium in the molten treatment bath. The time required for chromium to dissolve anodically depends on the current density, the volume of the molten treatment bath, the size of the ingot used as the anode, and the compounds that the ingot contains.
Als gelöste, in dem geschmolzenen Behandlungsbad enthaltene Chrommenge ist 1 Gewichtsprozent Chrom ausreichend. Bei der technischen Durchführung kann jedoch in dem geschmolzenen Behandlungsbad Chrom in einer Menge zwischen 2 und 20 Gewichtsprozent gelöst werden.The amount of dissolved chromium contained in the molten treatment bath is 1 percent by weight of chromium sufficient. In the technical implementation, however, chromium may be present in the molten treatment bath be dissolved in an amount between 2 and 20 percent by weight.
Der zur Behandlung vorgesehene Gegenstand aus Eisen, einer Eisenlegierung oder Sintercarbid muß wenigtens 0,06% Kohlenstoff, vorzugsweise 0,1% Kohlenstoff oder mehr, enthalten. Der in dem Gegenstand enthaltene Kohlenstoff wird während der Behandlung ein Bestandteil des Carbids. Dabei wird angenommen, daß der Kohlenstoff in dem Gegenstand zu der Oberfläche diffundiert und mit dem Chrom aus dem geschmolzenen Behandlungsbad unter Bildung des Carbids auf der Oberfläche des Gegenstandes reagiert.The object to be treated made of iron, an iron alloy or cemented carbide must Contain at least 0.06% carbon, preferably 0.1% carbon or more. The one in that The carbon contained in the object becomes part of the carbide during the treatment. It will assumed that the carbon in the article diffuses to the surface and out with the chromium reacts with the molten treatment bath to form the carbide on the surface of the article.
Je höher der Kohlenstoffgehalt in dem Gegenstand ist, desto günstiger ist dies für die Bildung der Carbidschicht Auf einem Eisen-, Eisenlegierung»- oder Sintercarbidgegenstand, der weniger als 0,06% Kohlenstoff enthält, kann keine gleichmäßige und dicke Carbidschicht durch die Behandlung gebildet werden. Jedoch können auch Gegenstände, die nur in dem Oberflächenteil wenigstens 0,06% Kohlenstoff enthalten, unter Bildung einer Carbidschicht auf der Oberfläche des Gegenstandes behandelt werden. Beispielsweise kann ein reiner Eisengegenstand, der zur Erhöhung des Kohlenstoffgehalts in dem Oberflächenteil einsatzgehärtet wurde, in dem erfindungsgemäß hergestellten Behandlungsbad mit einer Chromcarbidschicht versehen werden.The higher the carbon content in the item, the more favorable this is for the formation of the carbide layer on an iron, iron alloy »- or Cemented carbide article containing less than 0.06% carbon cannot be uniform and thick Carbide layer can be formed by the treatment. However, items that are only in the Surface part contain at least 0.06% carbon, with the formation of a carbide layer on the Surface of the object to be treated. For example, a pure iron object that is used to Increase in the carbon content in the surface part was case-hardened in which according to the invention prepared treatment bath can be provided with a chromium carbide layer.
Ia der Beschreibung und in den Ansprüchen ist unter Eisen ein Eisen mit Kohlenstoffgehalt oder ein einsatzgehärtetes Eisen, unter Eisenlegierung, Kohlenstoffstahl und Legierungsstahl, und unter Sintercarbid ein gesintertes Wolframcarbid, das Kobalt enthält, zu verstehen. Ein solches Sintercarbid kann eine geringe Menge Titancarbid, Niobcarbid, Tantalcarbid und dergleichen, enthalten.Ia of the description and in the claims, iron is an iron with a carbon content or a case-hardened iron, among ferrous alloy, carbon steel and alloy steel, and among cemented carbide to understand a cemented tungsten carbide containing cobalt. Such cemented carbide may have a slight Amount of titanium carbide, niobium carbide, tantalum carbide and the like.
Vor der Behandlung in dem erfindungsgemäß hergestellten Behandlungsbad ist es wichtig, die Oberfläche des Gegenstandes zur Ausbildung einer guten Carbidschicht zu reinigen.Before the treatment in the treatment bath prepared according to the invention, it is important that To clean the surface of the object to form a good carbide layer.
Die Behandlungstemperatur kann im weiten Bereich vom Schmelzpunkt der Borsäure oder des Borats bis m zum Schmelzpunkt des zur Behandlung vorgesehenen Gegenstandes ausgewählt werden.The treatment temperature can be selected in the wide range from the melting point of the boric acid or the borate to m to the melting point of the intended for treating the article.
Vorzugsweise wird die Behandlungstemperatur im Bereich von 800° bis 11000C ausgewählt. Bei Erniedrigung der Behandlungstemperatur erhöht sich die i") Viskosität des erfindungsgemäß hergestellten, geschmolzenen Behandlungsbades allmählich und die Dicke der gebildeten Carbidschicht nimmt ab. Demgegenüber verschlechtert sich die Qualität des geschmolzenen Behandlungsbades bei einer relativ hohen ■><> Behandlungstemperatur rasch und auch die Qualität des Materials des Gegenstandes wird verschlechtert.Preferably, the treatment temperature in the range of 800 ° is selected to 1100 0 C. When the treatment temperature is lowered, the viscosity of the molten treatment bath produced according to the invention gradually increases and the thickness of the carbide layer that is formed decreases Material of the object is deteriorated.
Die Behandlungszeit eines Gegenstandes im erfindungsgemäß hergestellten Behandlungsbad hängt von der Dicke der vorgesehenen Carbidschicht ab. Bei der '". technischen Durchführung kann eine annehmbare Schichtdicke innerhalb von 30 Stunden oder darunter erreicht werden.The treatment time of an object in the invention The treatment bath produced depends on the thickness of the intended carbide layer. In the '". Technical implementation can produce an acceptable film thickness within 30 hours or less can be achieved.
Das Gefäß zur Aufnahme des erfindungsgemäß hergestellten, geschmolzenen Behandlungsbades kann in aus Graphit, wärmeresistentem Stahl oder aus keramischen Materialien, wie Metalloxiden und Metallnitriden, gefertigt sein, wobei alle diese Materialien einen hohen Schmelzpunkt und eine gute Widerstandsfähigkeit gegen das geschmolzene Boroxid oder Berat aufweisen. >'. Bei der praktischen Durchführung ist ein aus wärmeresistentem Stahl gefertigtes Gefäß ausreichend.The vessel for receiving the molten treatment bath produced according to the invention can in graphite, heat-resistant steel or ceramic Materials such as metal oxides and metal nitrides, all of which have a high Have melting point and good resistance to the molten boron oxide or berat. > '. In practice, one is made of heat-resistant Steel-made vessel is sufficient.
Die beiden Zeichnungen dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung, wobeiThe two drawings serve to explain the invention in more detail, wherein
Fig. 1 eine Mikrophotographie einer Chromcarbidschicht ist, die auf der Oberfläche eines Kohlenstoffwerkzeugstahls nach Beispiel 1 ausgebildet wurde, undFigure 1 is a photomicrograph of a chromium carbide layer formed on the surface of a carbon tool steel according to Example 1, and
F i g. 2 eine Mikrophotographie einer Chromcarbidschicht zeigt, die auf der Oberfläche eines Sintercarbidgegenstandes gemäß Beispiel 2 ausgebildet ist.F i g. Figure 2 shows a photomicrograph of a chromium carbide layer deposited on the surface of a cemented carbide article is designed according to Example 2.
1000 g Borax wurden in einem Graphittiegel in einem elektrischen Ofen unter Luftzutritt auf 9000C erhitzt,1000 g of borax were heated in a graphite crucible in an electric furnace under air access to 900 0 C,
und nach Erhalt einer Schmelze eine Metallplatte aus Ferrochrom (mit einem Gehalt von 66,8% Chrom) mit den Abmessungen von 5 χ 40 χ 50 mm in die Mitte des Tiegels eingetaucht. Unter Verwendung der Metallplatte als Anode und des Tiegels als Kathode wurde die Metallplatte in dem geschmolzenen Borax anodisch gelöst, wozu man bei einer Stromdichte von 1 A/cm2 der Anode einen Gleichstrom 3 Stunden lang durchleitete. Auf diese Weise wurde ein geschmolzenes Behandlungsbad mit einem Gehalt von 9% Chrom hergestellt.and after obtaining a melt, a metal plate made of ferrochrome (with a content of 66.8% chromium) with dimensions of 5 × 40 × 50 mm is immersed in the center of the crucible. Using the metal plate as an anode and the crucible as a cathode, the metal plate was anodically dissolved in the molten borax by passing a direct current through it for 3 hours at a current density of 1 A / cm 2 of the anode. In this way a molten treatment bath containing 9% chromium was prepared.
Danach wurde eine polierte Probe mit einem Durchmesser von 7 mm und 80 mm Länge aus Kohlenstoffwerkzeugstahl (JIS-SK 3, der 1,1% Kohlenstoff enthält) in das geschmolzene Behandlungsbad eingetaucht und 2 Stunden darin belassen, dann herausgenommen und an der Luft abgekühlt. Das an der Oberfläche haftende Behandlungsmaterial wurde von der Probe durch Waschen mit heißem Wasser entfernt und die Probe anschließend behandelt und untersucht. Die Oberfläche der Probe war sehr glatt. Nach Durchschneiden und Polieren der Probe wurde die Probe mikrographisch untersucht, wobei festgestellt wurde, daß sich eine einheitliche Schicht gebildet hatte, wie sie in F i g. 1 abgebildet ist. Die Dicke der Schicht betrug etwa 8 μΐη. Die Schicht wurde nach dem Röntgenbeugungsverfahren und durch Röntgenmikroanalyse als Chromcarbid (C^Ce, Cr7C3) identifiziert. Ferner wurde festgestellt, daß Eisen in der Chromcarbidschicht als feste Lösung gelöst war.Thereafter, a polished sample of 7 mm in diameter and 80 mm in length made of carbon tool steel (JIS-SK 3 containing 1.1% carbon) was immersed in the molten treatment bath and left in it for 2 hours, then taken out and cooled in the air. The treatment material adhering to the surface was removed from the sample by washing with hot water, and the sample was then treated and examined. The surface of the sample was very smooth. After cutting through and polishing the sample, the sample was examined micrographically and it was found that a uniform layer had formed as shown in FIG. 1 is shown. The thickness of the layer was about 8 μm. The layer was identified as chromium carbide (C 1 Ce, Cr 7 C 3 ) by the X-ray diffraction method and by X-ray microanalysis. It was also found that iron was dissolved in the chromium carbide layer as a solid solution.
500 g Borax wurden in einem Graphittiegel in einem elektrischen Ofen auf 1000° C erhitzt und dann in die Schmelze eine elektrolytische Chromplatte mit den Abmessungen 10 χ 10 χ 5 mm eingetaucht und in der Boraxschmelze dadurch anodisch gelöst, daß man 8 Stunden lang einen Gleichstrom bei einer Stromdichte von 1 A/cm2 der Oberfläche der Anode durchleitete. Durch Berechnen des Gewichtsverlustes der Platte wurde festgestellt, daß das geschmolzene Behandlungsbad etwa 4,2% gelöstes Chrom enthielt. 500 g of borax were heated in a graphite crucible in an electric furnace to 1000 ° C. and then an electrolytic chromium plate with the dimensions 10 × 10 × 5 mm was immersed in the melt and anodically dissolved in the borax melt by being subjected to a direct current for 8 hours a current density of 1 A / cm 2 passed through the surface of the anode. By calculating the weight loss of the plate, it was found that the molten treatment bath contained approximately 4.2% dissolved chromium.
Danach wurde ein Probestück von 1 mm Dicke, 5,5 mm Breite und 30 mm Länge aus Sintercarbid, mit einem Gehalt von 91% Wolframcarbid und 9% Kobalt, in das geschmolzene Behandlungsbad eingetaucht, 15Thereafter, a test piece 1 mm thick, 5.5 mm wide and 30 mm long made of cemented carbide was coated with a content of 91% tungsten carbide and 9% cobalt, immersed in the molten treatment bath, 15
■> Stunden lang darin belassen, herausgenommen und an der Luft abgekühlt. Das an der Oberfläche der Probe haftende Behandlungsmaterial wurde durch Eintauchen der Probe in heißes Wasser entfernt. Die Oberfläche der behandelten Probe war glatt. Nach Durchschneiden und■> Leave it in for hours, take it out and turn it on the air cooled. The treatment material adhered to the surface of the sample was made by immersion the sample is removed in hot water. The surface of the treated sample was smooth. After cutting through and
hi Polieren der Probe wurde der Querschnitt derselben mikrographisch und mittels dem Röntgenbeugungs- und Röntgenmikroanalyseverfahren untersucht. Es wurde festgestellt, daß sich eine 18 μπι dicke Schicht von einheitlicher und dichter Struktur gebildet hatte. Diese Schicht ist in F i g. 2 abgebildet. Nach dem Röntgenbeugungsverfahren wurden starke Chromcarbid-(Cr,|C3)-Beugungslinien der Schicht festgestellt. Bei der Röntgenmikroanalyse zeigte sich, daß die Schicht eine große Menge Chrom enthielt.hi polishing the sample, the cross section of the same was micrographically and by means of the X-ray diffraction and X-ray microanalysis method investigated. It was found that there is a layer of 18 μm thick had formed a more uniform and dense structure. This layer is shown in FIG. 2 pictured. According to the X-ray diffraction method Strong chromium carbide (Cr, | C3) diffraction lines of the layer were found. In X-ray microanalysis it was found that the layer contained a large amount of chromium.
Zur Bewertung wurden in der oben beschriebenen Weise behandelte Probestücke sowohl dem Oxidationsais auch dem Korrosionstest unterworfen. Zum Vergleich wurden auch unbehandelte Probestücke untersucht. Zur Oxidationsuntersuchung wurde eine Probe an der Luft bei 800°C 1 Stunde lang erhitzt und dann die Gewichtszunahme der Probe durch Oxidation gemessen. Beim Korrosionstest wurde ein Probestück in eine wässerige Salpetersäurelösung 50 Stunden lang eingetaucht und dann der Gewichtsverlust der ProbeFor evaluation, test pieces treated as described above were subjected to both the oxidation test and the corrosion test. To the Untreated specimens were also examined for comparison. An Sample heated in air at 800 ° C for 1 hour and then the weight gain of the sample due to oxidation measured. In the corrosion test, a test piece was immersed in an aqueous nitric acid solution for 50 hours immersed and then the weight loss of the sample
'jo bestimmt.'yo definitely.
Die Gewichtszunahme infolge Oxidation der unbehandelten Probe betrug 61,87 mg/cm2. Der Gewichtsverlust durch Lösen bei der behandelten Probe betrug 2,65 mg/cm2. Im Vergleich dazu betrug der Gewichts- > verlust durch Lösen der unbehandelten Probe 23,07 mg/ cm2.The weight increase due to oxidation of the untreated sample was 61.87 mg / cm 2 . The dissolving weight loss for the treated sample was 2.65 mg / cm 2 . In comparison, the weight loss through dissolving the untreated sample was 23.07 mg / cm 2 .
Aus diesen Ergebnissen ist zu entnehmen, daß Sintercarbid mit einer darauf befindlichen Chromcarbidschicht eine große Oxidations- und Korrosionswider-From these results, it can be seen that cemented carbide with a chromium carbide layer thereon a great resistance to oxidation and corrosion
4(i Standsfähigkeit aufweist.4 (i has stability.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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