DD274636A1

DD274636A1 - Verfahren zur verbesserung des korrosionsverhaltens galvanischer eisenschichten und eisendispersionsschichten

Info

Publication number: DD274636A1
Application number: DD31867488A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Scholz; Bernhard Herbst; Elk Forkel
Original assignee: Reichsbahn Wtz Zentrum Fuer Ma
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1989-12-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsverhaltens galvanischer Eisenschichten und Eisendispersionsschichten. Es findet Anwendung bei der Herstellung verschleissbeanspruchter Oberflaechen, die nicht oder nur teilweise in korrosionsschuetzenden Medien laufen, vorzugsweise zur Aufarbeitung von Bauteilen, die sowohl einer Verschleiss- als auch einer Korrosionsbeanspruchung ausgesetzt sind. Die Hohlraeume und Fehlstellen der galvanischen Eisenschicht oder Eisendispersionsschicht werden durch gezieltes Aufschmelzen der Oberflaeche verdichtet, indem die galvanische Eisenschicht oder Eisendispersionsschicht selektiv in nur sehr geringer Tiefe, vorzugsweise nicht mehr als 0,3mal der verbleibenden Schichtdicke, mittels Lasertechnik aufgeschmolzen wird. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Ap vendungsgeblet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahret, zur Verbesserung des Korrosionsverhaltens galvanisch ..r Eisenschichten und Eisendispersionsschichten. Ei findet Anwendung bei der Herstellung verschleißbeanspruchter Oberflächen, die nicht oder nur teilweise in korrociunsschützenden Medien laufen, vorzugsweise zur Aufarbeitung von Bauteilen, die sowohl einer Verschleißais auch einer Korrosionsbeanspruchung ausgesetzt sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Das galvanische Eisenauftragen ist als kostengünstiges Aufarbeitungsverfahren für die Regenerierung von Bauteilen mit hoher Verschleißbeanspruchung bekannt. Es werden jedoch nur solche Bauteile durch galvanisches Eisenauftragen regeneriert, die im Betrieb von korrosionsschützenden Medien umgeben sind. Für die Aufarbeitung von Teilen, die während des Butriebseinsatzes

der Luftfeuchtigkeit, dem Luftsauerstoff und anderen korrosiven Medien ausgesetzt sind, ist die unbehandelte, galvanischaufgetragene Schicht aus reinem Eisen auf Grund ihrer Korrosionsanfälligkeit ungeeignet. Das trifft auch für

Eisendispersionsschichten zu. In DD-PS 227981A1 wird eine kombinierte Verschleißschutzschicht aus reinem Eisen und Plast für solche Bauteile

vorgeschlagen, die gleichzeitig einem Verschleiß- und Korrosionsangriff ausgesetzt sind. Die Beschichtung erfolgt in der Art,daß der verschleißbeanspruchte Teil der Oberfläche mit Eisen und die überwiegend nur dem Korrosionsangriff ausgesetzte

Oberfläche mit Plast beschichtet wird. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß das Verschleißverhalten der Plastschicht

gegenüber der galvanisch aufgetragenen Eisenschicht nicht ausreichend ist und es zu einem erhöhten Abrieb und zur

Riefenbildung an der Plastschicht bzw. an der Grenze zwischen Plast- und Eisenschicht zu einer Kantenbildung kommt, so daß

aus diesem Grunde das Verfahren nicht zur Anwendung kommen kann.

Weiterhin ist bekannt, daß die Regenerierung von Einzelteilen, die neben der Verschleißbeanspruchung auch einem Korrosionsangriff ausgesetzt sind, durch eine Beschichtung mit Chrom erfolgt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt einerseits in

den geringen Schichtdicken, die für Verschleißteile oft nicht ausreichend sind, zum anderen in der Verwendung von Chrom als

Mangelmetall. Das Phosphatieren kann ebenfalls zum Erreichen eines temporären Korrosionsschutzes eingesetzt werden, wobei für

galvanisierten Stahl in DE-PS 1285832 ein Überzugsbad vorgeschlagen wird, welches 0,1 bis 7 g/l Nickel enthält. Außerdementhält das Bad Arsenationen, so daß besondere Maßnahmen für Abwasserentsorgung erforderlich sind.

Zur Laserbehandlung aufgetragener Schichten ist bekannt, daß entsprechend den in der Schicht vorhandenen Legierungselementen Eigenschaftsänderungen im festen Zustand oder durch Aufschmelzen erreicht werden. Das Verfahren wird zur Erzielung höherer Oberflächenhärte und damit besserer Verschleißeigenschaften herangezogen. Für galvanisch aufgetragene Schichten läßt es jedoch eine maßgebende Verringerung der Härte der Schicht erwarten. Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die durch galvanisches Auftragen von Eisen- und Eisendispersionsschichten kostengünstige Aufarbeitung auch für solche Einzelteil¹} einsetzbar zu machen, din gleichzeitig einem Verschleiß- und Korrosionsangriff ausgesetzt sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das schlechte Korrosionsverhalten der unbehandelten galvanisch aufgetragenen Eisenschicht oder Eisendispersionsschicht ist auf ihr? große Porosität und der dadurch möglichen honen Aufnahme von Luftfeuchtigkeit (H2O und O₂) zurückzuführen. Daraus leitet sich die Aufgabe ab, ein Verfahren zu entwickeln, durch das ain Verdichten der Oberfläche der galvanisch aufgetragenen Eisenschicht erreicht wird, ohne das Verschleißverhalten maßgeblich zu beeinträchtigen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hohlräume und Fehlstellen der galvanischen Eisenschicht oder Eisendispersionsschicht durch gezieltes partielles Aufschmelzen der Oberfläche verdichtet werden, indem die galvanische Eisenschicht oder Eisendispersionsschicht selektiv in nur sehr geringer Tiefe mittels Lasertechnik aufgeschmolzen wird.

Die Aufschmelztiefe soll in der Regel nicht mehr als 0,3 der verbleibenden Schichtdicke der Eisenschicht betragen. Die Laserspuren sind so anzuordnen, daß sie sich berühren bzw. überlappen. In nicht zu erwartender Weise bleibt so der Härteverlust fast nur jf den aufgeschmolzenen Bereich beschränkt

Die Korrosionsanfälligkeit wird ohne eine wesentliche Beeinträchtigung des Verschleißverhalten« vermindert.

Auiführungsbeliplel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Fig. 1: zeigt die einzelnen Schichten und die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einzuhaltenden Maße. Fig. 2: zeigt den einzuhaltenden Härtoverlauf, bei dem das Verschleißverhalten der aufgetragenen Eisenschicht v/eit 3stgehend erhalten bleibt.

Der Grundwerkstoff 1 von Laborproben wurde in bekannter Weise mit einer galvanischen Eisenschicht 2 versehen und mittels COj-Laser, Ausgangsleistung 350W, Defokussierung 30mm, Bearbuitungsgeschwindigkeit 10mm/s, behandelt. Die für die Laserbehandlung einzustellenen Parameter sind je nach Ausgangsleistung des Lasers festzulegen. Maßgebend für die Variierung der Parameter ist die Dicke der aufzuschmelzenden Zone 3, sie betrug mit den obengenannten Parametern 0,2 dor Dicke d der galvanisch aufgetragenen Eisenschicht 2 und der erreichbare Härteverlauf, wie er in Figur 2 dargestellt ist. Die Ursprungshärte der galvanischen Schicht war hier bis zu einer Tiefe von 120mm aufgehoben. Die bei der Laserbehandlung entstandene Oberflächenwelligkeit wurde durch Abschleifen bis auf das Fertigmaß 4 beseitigt. Durch die Laserbehandlung war die Porosität der Eisenschicht 2 aufgehoben. Nach einer Lagerung der Labormuster von mehreren Monaten konnten keine Korrosionserscheinungen festgestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsverhaltens galvanischer Eisenschichten und Eisendispersionsschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanisch aufgetragene Eisenschicht (2) selektiv in einer sehr geringen Tiefe mittels Lasertechnik aufgeschmolzen wird und die Laserspuren dabei so angeordnet sind, daß sie sich berühren oder überlappen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeschmolzene Schicht (3) vorzugsweise nicht mehr als 0,3mal der Schichtdicke (d) der galvanischen Eisenschicht (2) beträgt.