DE1126216B

DE1126216B - Process for the production of chromium plating layers on metals

Info

Publication number: DE1126216B
Application number: DEM41299A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Nat Richard Kieffer; Dr Techn Karl Sedlatschek
Original assignee: Metallwerk Plansee GmbH
Current assignee: Metallwerk Plansee GmbH
Priority date: 1958-07-09
Filing date: 1959-04-24
Publication date: 1962-03-22
Also published as: FR1229462A

Description

Das Aufbringen von Chromierungsschiohten, d. h. von chromhaltigen Oberflächenschichten hat sich bei einer Reihe von Metallen und Metallegierungen vor allem als wichtige Methode erwiesen, die Oxydationsbeständigkeit dieser Metalle und Metallegierungen bei höheren Temperaturen zu verbessern.The application of chroming layers, d. H. of chromium-containing surface layers has been found in A number of metals and metal alloys have proven to be an important method in the oxidation resistance of these metals and metal alloys to improve higher temperatures.

Solche Chromierungsschichten hat man auf Stahl und Eisen, auf Nickel und Nickellegierungen, auch hochschmelzenden Metallen, bereits aufgebracht. Die Chromierung wurde bisher meistens in der Form durchgeführt, daß Chrom auf die zu chromierenden metallischen Formteile galvanisch niedergeschlagen wurde. Bei der nachfolgenden thermischen Behandlung diffundiert es dann mehr oder weniger in die Oberflächenschicht ein. Nach einem anderen bekannten Chromierungsverfahren werden die zu chromierenden Formteile in Chrompulver oder chromhaltige Einbettungspulver eingepackt und thermisch unter Schutzgas behandelt. Schließlich können die zu chromierenden Formteile der Einwirkung von chromhaltigen Gasen (z. B. Chromchloriddämpfen) ausgesetzt werden, wobei es zu einer Reaktion der Chromsalze mit der Metalloberfläche unter Abscheidung von Chrommetall kommt, das in das Grundmetall hineindiffundiert und die Chromierungsschichten aufbaut.Such chromium plating layers are found on steel and iron, on nickel and nickel alloys, too refractory metals, already applied. The chrome plating has so far mostly been in the form carried out that chromium is deposited galvanically on the metallic moldings to be chromed became. During the subsequent thermal treatment, it then diffuses more or less into the Surface layer. According to another known chromizing process, the Molded parts packed in chromium powder or chromium-containing embedding powder and thermally treated under protective gas. Finally, the molded parts to be chromed can be exposed to the action of chromium-containing Gases (e.g. chromium chloride fumes) which can cause a reaction in the Chromium salts come with the metal surface with the deposition of chromium metal, which comes into the base metal diffuses into it and builds up the chromium plating layers.

Das Verfahren gemäß der Erfindung arbeitet prinzipiell so, daß die zu chromierenden metallischen Formstücke, ζ. B. von Stahl, Eisen, Nickel oder Nickellegierungen oder Molybdän, Wolfram, Tantal, Niob oder deren Legierungen, der Einwirkung einer Kupferschmelze ausgesetzt werden, in der metallisches Chrom aufgelöst ist. Während des Einwirkens der chromhaltigen Kupferschmelze diffundiert das Chrom in die Oberfläche der zu chromierenden Formteile hinein und baut die an Chrom angereicherte Chromierungsschicht auf. Durch eine nachfolgende, vorzugsweise chemische, insbesondere elektrochemische Behandlung werden die noch anhaftende Kupferschmelze und das nicht zum Aufbau der Chromierungsschicht verbrauchte Chrom entfernt.The method according to the invention works in principle so that the metallic to be chromed Fittings, ζ. B. of steel, iron, nickel or nickel alloys or molybdenum, tungsten, tantalum, Niobium or its alloys are exposed to the action of a copper melt in the metallic Chromium is dissolved. During the action of the chromium-containing copper melt, the chromium diffuses into the surface of the molded parts to be chromed and builds the chromium-enriched layer of chromium on. By a subsequent, preferably chemical, in particular electrochemical Treatment is for the still adhering copper melt and not for building up the chromium coating used chrome removed.

Besonders günstige Ergebnisse lassen sich mit diesem Chromierungsverfahren an Metallen und Metallegierungen erreichen, die mit dem Kupfer überhaupt nicht oder sehr wenig, metallurgisch gesehen, reagieren. Das Kupfer ist also bei diesem Verfahren Lösungsmittel für Chrom, wodurch es möglich ist, tiefere Chromierungstemperaturen anzuwenden und gleichzeitig sehr gleichmäßige Chromierungsschichten zu erreichen.Particularly favorable results can be achieved with this chromating process on metals and Metal alloys that do not or very little, metallurgically, with the copper, react. In this process, the copper is therefore a solvent for chromium, which makes it possible to Use lower chromating temperatures and at the same time very uniform chromizing layers to reach.

Das erfindungsgemäße Chromierungsverfahren kann so durchgeführt werden, daß die zu chromieren-The chromating process according to the invention can be carried out in such a way that the chromizing

Verfahren zur Herstellung
von Chromierungsschichten auf MetallenMethod of manufacture
of chromating layers on metals

Anmelder:Applicant:

Metallwerk Plansee Aktiengesellschaft,
Reutte, Tirol (Österreich)Metallwerk Plansee Aktiengesellschaft,
Reutte, Tyrol (Austria)

Vertreter: Dr.-Ing. H. v. Schwarze, Patentanwalt,
Krefeld, Westparkstr. 14Representative: Dr.-Ing. H. v. Blacks, patent attorney,
Krefeld, Westparkstr. 14th

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 9. Juli 1958 (Nr. A 4868)Claimed priority:
Austria of July 9, 1958 (No. A 4868)

Dr. phil. nat. Richard Kieffer
und Dr. techn. Karl Sedlatschek, Reutte, TirolDr. phil. nat. Richard Kieffer
and Dr. techn. Karl Sedlatschek, Reutte, Tyrol

(Österreich),
sind als Erfinder genannt worden(Austria),
have been named as inventors

den Teile in die Chrom enthaltende Kupferschmelze eingetaucht werden und nach der Ausbildung der Chromierungsschicht die überschüssige, anhaftende Schmelze entfernt wird. Man kann ferner im Sinne der Erfindung chromhaltiges Kupfer auf die zu chromierenden Teile durch Aufspritzen, Auftragen der gepulverten Legierung oder galvanisch auf die Oberfläche der zu chromierenden Teile auftragen und dann anschließend bei Temperaturen über dem Schmelzpunkt des chromhaltigen Kupfers niederschmelzen, wobei sich die Chromierungsschicht ausbildet. Auch in diesem Falle wird die überschüssige, chromhaltige Kupferschmelze nach dem Abkühlen chemisch, elektrochemisch oder durch Verdampfen im Vakuum entfernt.the parts are immersed in the copper melt containing chromium and after the formation of the Chromizing layer removes the excess, adhering melt. One can furthermore in the sense the invention chromium-containing copper on the parts to be chromed by spraying, applying the powdered Apply alloy or electroplating to the surface of the parts to be chromed and then subsequently melt at temperatures above the melting point of the chromium-containing copper, whereby the chromating layer is formed. In this case too, the excess, Chromium-containing copper melt after cooling chemically, electrochemically or by evaporation removed in vacuo.

Durch dieses Chromierungsverfahren werden besonders zunderfeste Chromierungsschichten gleichmäßiger Dicke und einwandfreier Haftfestigkeit mit Kupferschmelzen erhalten, die bei Arbeitstemperatüren von etwa 1100 bis 1400° C etwa 0,5 bis 25%, vorzugsweise 2 bis 10% Chrom, gelöst enthielten. Um die Chromierungstemperatur, die über dem Schmelzpunkt der chromhaltigen Kupferschmelze liegt, zu erniedrigen, kann das Kupfer bis zu 50% durch mindestens eines der Metalle Zinn, Silber, Zink, Kadmium, Aluminium, Blei oder Gold ersetzt werden. Eine Verbesserung der Quatität der Chro-This chroming process makes particularly scale-resistant chromizing layers more uniform Thick and flawless bond strength with copper melts obtained at working temperatures from about 1100 to 1400 ° C contained about 0.5 to 25%, preferably 2 to 10% chromium, dissolved. About the chromating temperature, which is above the melting point of the chromium-containing copper melt is to lower, the copper can up to 50% by at least one of the metals tin, silver, Zinc, cadmium, aluminum, lead or gold can be replaced. An improvement in the quality of the

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mierungsschicht in bezug auf Dichtheit und Oxydationsbeständigkeit läßt sich dadurch erreichen, daß das Chrom bis zu etwa 35 °/o durch Silizium oder bis zu etwa 20% durch Bor bzw. bei Cr-Si-B^haltigen Kupferschmelzen bis 25% durch Silizium und bis % durch Bor ersetzt wird.layer with regard to impermeability and resistance to oxidation can be achieved that the chromium up to about 35% by silicon or up to to about 20% by boron or in the case of copper melts containing Cr-Si-B ^ up to 25% by silicon and up to % is replaced by boron.

Im Sinne einer weiteren Ausbildung der Erfindung können auf die Chromierungsschichten nach bekannten Diffusionsverfahren Schichten von Aluminium oder Beryllium aufgebracht werden.In the context of a further embodiment of the invention, the chromating layers can be applied according to known methods Diffusion process layers of aluminum or beryllium are applied.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A process for the production of chromating layers on steel, iron, nickel or their alloys or refractory metals such as molybdenum, tungsten, tantalum, niobium and their alloys by diffusion treatment, characterized in that the metals or metal alloys to be chromed are exposed to the action of a chromium-containing copper melt and after the formation of the chromium-enriched surface layer, the adhering copper with the excess chromium is preferably removed chemically, in particular electrochemically .

2. The method according to claim 1, characterized in that the shaped bodies to be chromed be immersed in a copper melt containing chromium.

3. The method according to claim 1, characterized in that the chromium-containing copper alloy sprayed onto the molded body, applied in powder form or deposited by electroplating and then melted down by a thermal aftertreatment on the surface of the shaped body.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that copper is in the copper melt up to 50% through at least one of the metals silver, tin, zinc, lead, aluminum, Cadmium or gold is replaced.

5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that the chromium in the Copper melt up to about 35% by silicon or up to about 10% by boron or at the same time up to about 25% is replaced by silicon and about 15% by boron.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that aluminum or beryllium is subsequently diffused into the chromating layer.

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