DE1521269C3

DE1521269C3 - Verfahren zur Schutzschichtbildung auf Metallgegenständen auf Eisen-, Nickeloder Kobaltbasis

Info

Publication number: DE1521269C3
Application number: DE19651521269
Authority: DE
Inventors: Moses Aaron; Grenier John William; Cincinnati Ohio Levinstein (V.StA.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1964-11-12
Filing date: 1965-11-12
Publication date: 1976-10-28

Description

35	65	1	2,2	0,005
35	65	1	2,0	0,01
35	65	1	1,8	0,0025
35	65	1	2,0	0,0075
35	65	4	5,4	0,0125
35	65	4	5,1	0,0125
35	65	4	5,4	0,0125
35	65	. 4	5,1	0,0125
90	10	1	17,1	0,05
90	10	1	19,7	0,0325
90	10	1	14,3	0,0525

3 4

Aceton gespült. Nach der Anbringung der Proben in Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde mit Ab-

der Retorte mit der Einsatzmasse wurde die Retorte weichungen in der Zusammensetzung der dem Einsatz verschlossen, leergepumpt und wieder mit Argon zugefügten Zweistofflegierung wiederholt. Die Ergebgefüllt. Die Retorte wurde in einen Ofen eingesetzt, bei nisse hinsichtlich der Gewichtsveränderung und der dem die Innentemperatur der Retorte eine Temperatur 5 Dickenveränderung sind in Tabelle II dargestellt, von 1080° C erreichen konnte, auf der sie 1 Stunde lang
gehalten wurde. Sodann wurde die Retorte schnell Tabelle II

auf etwa 760°C in etwa 10 Minuten abgekühlt. —

Sodann wurde die Retorte geöffnet, und die Proben Zweistofflegierung Behänd- Gewichts- Dickenwurden herausgenommen. Die Oberfläche der Proben io Al Ti ^lungszeit veränderung änderung

war gleichmäßig behandelt, mit einer Dickenänderung Gewichtsprozent Stunden mg/cm² mm/Seite

von nicht mehr als 0,0012 cm auf jeder Seite.

Der hohe Grad der Steuerung der Dicke der behandelten Oberfläche wird durch die vorliegende Erfindung infolge der gemeinsamen Aufdampfung von 15 35 Titan und Aluminium aus einer Titan-Aluminium-Zweistoff legierung, die mehr als 15% und weniger als 50% Aluminium, Rest Titan enthält, in einer nichtoxydierenden Atmosphäre erzielt. -In der nachstehenden Tabelle I sind die unter Verwendung der Zwei- so 35 stofilegierung bei der gemeinsamen Aufdampfung auf eine Nickel-Superlegierung mit einer nominellen Zusammensetzung, in Gewichtsprozent, von 19% Chrom, 11% Kobalt, 10% Molybdän, 3% Titan, 1,5% Aluminium, 3% Eisen, Rest Nickel, erzielten 25

Oberflächenzustände der behandelten Fläche mitein- Es sei bemerkt, daß die Zweistoff legierungsform von

ander verglichen. 35 Gewichtsprozent Aluminium — 65 Gewichtspro

zent Titan eine sehr gleichmäßige Abscheidungsgeschwindigkeit und eine Dickenänderung pro Seite

Tabelle I 30 von weniger als 0,0012 cm ergab. Dies traf selbst nach

Vergleich des Oberflächenzustandes ' vierstündiger Behandlung zu. Andererseits ergab die

Legierung mit 90% Aluminium und 10% Titan eine bedeutend größere Gewichtszunahme während des Verfahrens sowie eine bedeutend größere und uner-35 wünschte Veränderung in den Abmessungen.

Anschließend wurden Proben mit Löchern mit

. , ., , ., Durchmessern von 0,125, 0,25 und 0,375 mm aus

sehr langsame Abscheidung demselben Stoff bearbeitet, wie in Beispiel 1. Nicht

schlechte Wiederholbarkeit nur die Außenfläche der Proben war gleichmäßig

eleichmäßiee Bedeckung 40 beschichtet, sondern auch die-Innenwände der Durch-

ISSS^^digkeit, ^^{e ware} _f ⁿ gleichmäßig beschichtet, ohne die Löcher leichte Steuerbarkeit zu verstopfen.

E 50 50 großeAbweichungen in der Dicke, Beispiel 2

zu dick, Aluminiumüberschuß ₄₅ Proben in Form eines aerodynamischen Profils

zur Nachahmung eines Flügelteils eines Schaufelrades, beispielsweise des Schaufelrades eines Axialkompres-

Die Zweistofflegierungen gemäß Tabelle I wurden sors, wurden aus 0,125 cm dicken Blechen aus der bei dem in Beispiel I beschriebenen Einsatzverfahren oben beschriebenen Nickel-Superlegierung hergestellt, über einer Temperatur von etwa 1080° C während etwa 50 Die Proben wurden durch Dampf strahlgebläse mit 1 Stunde in einer Argonatmosphäre verwendet. Aluminiumoxyd in einer Teilchengröße von 0,0635 mm

Die Verwendung der Zweistofflegierungen A, B und gereinigt und mit Aceton gespült. Es wurde die E der Tabelle I ergab unbefriedigende Oberflächen- Zweistofflegierung gemäß Beispiel 1 in Pulverform, bedingungen wegen der schlechten Wiederholbarkeit also mit 35% Aluminium und 65% Titan, in der oder sehr langsamen Abscheidung (Legierungen A 55 Einsatzmischung verwendet, die die folgenden Be- und B) oder wegen einer zu großen Dickenabweichung, standteile in Gewichtsprozent aufwies: eines zu dicken Überzugs und eines Aluminiumüberschusses in dem Überzug (Legierung E). Anderer- 60% Aluminiumoxyd, seits ergab die Verwendung der Legierungen C und D 38% Titan-Aluminium-Zweistofflegierung, innerhalb des bevorzugten Bereichs von etwa 30 bis 60 2% wasserfreies NaF-Aktivierungsmittel. 35 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Titan, eine

gleichmäßige, leicht steuerbare Oberflächenbehandlung Bevor die Proben in die Retorte mit der pulver-

mit einer Gesamtdickenveränderung von nicht mehr förmigen Einsatzmischung wie in Beispiel 1 gebracht als etwa 0,0025 cm. Ferner hatten die Legierungen C wurden, wurde eine Sperrschicht aus einer Aluminium- und D bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die 65 oxydaufschlemmung auf die Oberfläche der Probe Fähigkeit, durch schmale innere Durchgänge und gebracht, um das Anhaften der Einsatzmischung an öffnungen in Gegenständen hindurchzudringen und der Oberfläche einer derartigen Legierung zu verhindiese zu überziehen. dem. Die Al₂O₃-Sperrschicht wurde durch Eintauchen

Zweistofflegierung	Bemerkungen
Al Ti
Gewichtsprozent

A	10	90
B	15	85
C	30	70
D	35	65

5 6

der Proben in eine Aufschlemmung aufgebracht, die und gewaschen und getrocknet wie in Beispiel 1, bevor

die folgende Zusammensetzung hatte: sie in dem Einsatz angebracht wurden. Vor und nach

70 e Methvlzellulose ^^er B^enandlung wurden die Dicke und das Gewicht

805 g Aluminiumoxyd mit einer Korngröße von der Proben gemessen um die Bestimmung der Ge-

017 mm 5 wi.htszunahme des diffundierten Stoffes zu gestatten.

670 g Aqua destillata ^{Die Proben} wurden einer Behandlung wie in Beispiel 2

unter Verwendung einer Aluminiumoxyd-Sperrschicht

Nach Eintauchen der Proben in die Aufschlemmung zwischen den Proben und der Einsatzmischung unterwurden sie in einen Ofen gebracht und 2 Stunden lang worfen.
bei 130⁰C gebrannt. io
Nach dieser Vorbehandlung wurden die Proben in

der Retorte mit der Einsatzmischung angeordnet, und tabelle Ui

die Retorte wurde geschlossen, leergepumpt und mit Legierung Gewichtszunahme (mg/cm*)

Argon wieder gefüllt. Die Retorte wurde in einem . .

_Λ, , . .. rr . ,,,J₀O u · · Aktivierungsmittel

Ofen bei einer Temperatur von 1175 C bei einem 15

Retortendruck von 2,5 bis 5 g/cm² Argon angeordnet. ^NaCI ___ NH₄Cl

Die Ofentemperatur wurde so eingestellt, daß die
Temperatur im Inneren der Retorte 1065°C betrug, 35 Al —65Ti
auf der sie 3 Stunden lang gehalten wurde. Sodann
wurde die Retorte in etwa lOMinuten auf 76O⁰C 20
abgekühlt, wonach die Proben aus der Retorte
herausgenommen wurden. Weil das Methylzellulose- 63 Al — 37 Ti
Bindemittel und Wasser aus der die Proben umgebenden Aluminiumoxyddecke herausgebrannt waren,
konnte das Aluminiumoxyd leicht von der Oberfläche 25
der Probe abgebürstet werden.

^{B e} ' ^s P ' ^{e ! 3} Die obige Tabelle 3 zeigt, daß bei der Verwendung

Binäre Zusammensetzungen, die Ti Al und Ti Al₃ von NaF als Aktivierungsmittel die Menge des aufge-

entsprachen und zwei eutektische Legierungen von 3° brachten Überzugs mit dem Aluminiumgehalt der

Titan und Aluminium darstellten, wurden ausgewählt Titan-Aluminiumlegierung, jedoch nicht verhältnis-

und dadurch hergestellt, daß sie zunächst zu Spänen gleich zu diesem, zunimmt. Für NaCl sind die Angaben

zerkleinert und dann in einer Kugelmühle zu einer zerstreut, wodurch angezeigt wird, daß entweder die

Teilchengröße von etwa 0,25 mm zermahlen wurden, Bildung des Metallchloridgases oder die Zersetzungs-

uni in die pulverförmige Einsatzmischung gemäß 35 energie des Chlorids der begrenzende Faktor sein

Beispiel 1 aufgenommen zu werden. Die Zusammen- können. Jedoch zeigen die Angaben für NH₄Cl als

Setzungen dieser beiden Zweistofflegierungen betrug Aktivierungsmittel, daß der kritische Faktor das Maß

in Gewichtsprozent 35 Al — 65 Ti und 63 Al — 37 Ti. der Bildung des Metallhalogenide ist.

Jede dieser Legierungen wurde in Gegenwart der Die sechs Kombinationen von Metallegierungen

Aktivierungsmittel NaF, NaCl und NH₄CI aufgebracht. 40 und Aktivierungsmitteln wurden einem zyklischen

Eine Nickellegierung mit einer nominellen Zusammen- Oxydationsversuch für eine Zeitdauer von 150 Stunden

Setzung, in Gewichtsanteilen, von 19% Chrom, 19% bei 980° C in einem Flammtunnel unterworfen, bei dem

Kobalt, 4% Molybdän, 3,5% Titan, 2,9% Aluminium, alle 30 Minuten ein einminütiges Abkühlen und Er-

0,1% Kohlenstoff, bis zu 4% Eisen, Rest Nickel, hitzen zwischen 980 und 540⁰C stattfand. In der

wurde als Probenstoff in diesem Beispiel verwendet. 45 nachstehenden Tabelle IV ist die Oxydationsbeständig-

Gegossene Probenstreifen mit den ungefähren Ab- keit der sechs Kombinationen nach diesen Versuchen

messungen 1,75 χ 9,5 χ 50 mm wurden flach poliert verglichen.

Tabelle IV .

1,1	2,0	3,5
0,4	2,1	5,6
0,7	2,7	3,9
0,5	2,6	4,0
0,1	6,0	7,3
0,2	5,4	7,7
0,3	4,4	8,1
0,1	7,1	9,3

Dicke und	Oxydationsbeständigkeit	mm	NaF	Oxydationsbeständigkeit	NH₄Cl .	Oxydations
NaCl			Dicke		Dicke	beständigkeit
Dicke	Oxydations
	beständigkeit	Zunahme, mm		Zunahme, mm
Zunahme,

0,0175 keine 0,025 ausgezeichnet 0,055 gut

0 keine 0,0325 etwas angegriffen 0,06 gut
35 Al —65Ti
63 Al—37Ti

Die Tabellen III und IV zeigen, daß die Zweistoff- 65 ausgezeichneter Oxydationsbeständigkeit und guter

legierung, die aus 35% Aluminium und 65% Titan Oberflächenbehandlungsdicke hervorruft. Es sei jedoch

besteht, insbesondere unter Verwendung von NaF darauf hingewiesen, daß bei einer Verwendung von

als Aktivierungsmittel, gleichmäßige Überzüge von NaCl als Aktivierungsmittel keine zufriedenstellenden

Überzüge mit angemessener Oxydationsbeständigkeit erhalten werden.

Überzüge, die mit der Zweistofflegierung, die aus 63% Aluminium und 37% Titan besteht, hergestellt wurden, waren rauh, unregelmäßig und zeigten übermäßige Diffusionseigenschaften bei den Oxydationsversuchen. Andererseits ergab die Zweistofflegierung, die aus 35 % Aluminium und 65 % Titan bestand, bei den Oxydationsversuchen weniger als 0,01 mm sekundärer Diffusion. Dies ist deutlicher in der nachfolgenden Tabelle V dargestellt. Die Zweistofflegierung, die aus 35% Aluminium und 65% Titan bestand, wurde weiter hinsichtlich der Oxydationsbeständigkeit unter Verwendung von NaF als Aktivierungsmittel erforscht. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der nachstehenden Tabelle V verzeichnet.

Tabelle V

Zyklische Oxydationsbeständigkeit von 35 Al — 65 Ti mit NaF als Aktivierungsmittel

150 Stunden zyklische Erwärmung auf 980⁰C

Tabelle VI

Wiederholbarkeit von 35 Al — 65 Ti mit NaF als Aktivierungsmittel

Gewichts- Dickenänderung

zunähme Überzug

(mg/cm²) Probe (mm)

c Probe
Nr.

2,7
2,3
2,2
2,2
2,1
2,0
2,1
2,0

keine	0,02—0,025
keine	0,0175—0,02
keine	0,02—0,0225
keine	0,02—0,0225
keine	0,02—0,025
keine	0,0175-0,02
keine	0,015—0,02
keine	0,015-0,02

Gewichtszunahme

mg/cm¹

Dickenzunahme der Probe

mm/Seite

Sekundäre Diffusion

mm/Seite

1	0,27	0,0125	0,005
4	0,33	0,0075	0,01
5	0,18	0	0,005
8	0,41	0	0,0025

Nach den erfolgreichen Versuchen dieser Reihe war die Oberfläche in ausgezeichnetem Zustand und das Grundmetall gut geschützt. Das Oxydationsverhalten dieser Zweistofflegierung war besonders zufriedenstellend. In Tabelle V sind die geringen Gewichtszunahmen, die geringen Abmessungsänderungen und der sehr geringe Grad sekundärer Diffusion verzeichnet. Selbst wenn die Oxydationsbeständigkeit durch das Vorhandensein eines dickeren behandelten Teils verstärkt zu werden pflegt, ergab der Überzug bei einer Behandlungsdicke von 0,02 mm wie sie im einzelnen in der untenstehenden Tabelle VI verzeichnet ist, einen guten Schutz für mindestens 150 Stunden bei 980⁰C. Die geringe sekundäre Diffusion ist sehr wichtig, weil sie zeigt, daß das Vorhandensein von Titan zusammen mit Aluminium ausreicht, um die Diffusion von Aluminium zu hemmen. Diese Ergebnisse waren überraschend und konnten nicht vorausgesagt werden, weil man bisher der Annahme war, daß die Aufgabe des Titans in einem Titan-Aluminiumsystem darin bestand, eine Sperrschicht für die Diffusion des Aluminiums in das Grundmetall zu bilden. Diese Angaben zeigen, daß lediglich das Vorhandensein von Titanium in den genauen Anteilsverhältnissen ausreicht. Es wurden Versuchsreihen hinsichtlich der Wiederholbarkeit mit den oben beschriebenen gegossenen Proben von gleicher Länge, Breite und Dicke durchgeführt, die innerhalb von 0,012 mm flach und parallel poliert wurden. Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind in der nachstehenden Tabelle VI verzeichnet.

Der Oberflächenzustand der behandelten Proben gemäß Beispiel 2 vor der oben beschriebenen zyklischen

ao Oxydationsbehandlung ist in der photomikrographischen Ansicht in einer 250fachen Vergrößerung dargestellt. F i g. 2 zeigt den ausgezeichneten Zustand derselben Probe nach hundertstündigem zyklischen Oxydationsversuch und F i g. 3 zeigt den interkristallinen Angriff der Oxydation und den verschlechterten Legierungszustand der Oberfläche einer unbehandelten Probe nach 100 Stunden desselben Oxydationsversuches. Diese Proben wurden mit 3°/oigem H₂O₂ geätzt.

B ei spiel 4

Knopfförmige Proben mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Dicke von 6,25 mm wurden aus einer Kobaltlegierung hergestellt, die eine nominelle Zusammensetzung, in Gewichtsteilen, von 0,5 % Kohlenstoff, 25% Chrom, 10% Nickel, 8% Wolfram, Rest Kobalt aufwies, und vorbereitet wie in Beispiel 1 und in einer Retorte mit einer pulverförmigen Einsatzmischung angeordnet, die die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent aufwies:

59,8 % Aluminiumoxyd,
40 % 35 Al-65 Ti-Zweistoff legierung, 0,2% NH₄Cl.

Es wurde ebenso verfahren wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Temperatur in der Retorte 3 Stunden lang auf 1065⁰C gehalten wurde. Bei Herausnahme und anschließender Prüfung der Kobaltlegierungsproben wurde festgestellt, daß sie dieselbe Oberflächengleichmäßigkeit und Oxydationsbeständigkeit haben, wie bei den obigen Beispielen.

Beispiel 5

Proben mit einem Durchmesser von 3,1 mm und einer Länge von 25 mm aus einer Eisenlegierung mit einer nominellen Zusammensetzung, in Gewichtsanteilen, von 0,8% Kohlenstoff, 4,1% Chrom, 1,1% Vanadium, 4,25% Molybdän, Rest Eisen, wurden vorbereitet wie in Beispiel 1 und in einer Retorte mit einer pulverförmigen Einsatzmischung angeordnet, die die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent enthielt:

58% Aluminiumoxyd,
40% 35 Al-65 Ti-Zweistofflegierung, 2% NaF.

609 644/8

Es wurde ebenso verfahren wie in Beispiel 1, mit der Abweichung, daß die Temperatur in der Retorte V₂ Stunde lang auf 950⁰C gehalten wurde. Bei Herausnahme und anschließender Prüfung der Eisenlegierungsprobe wurde festgestellt, daß sie eine ausgezeichnete Oberflächenbehandlung erhalten hat und dieselbe Dicke und Oberflächengleichmäßigkeit aufweist, wie in den obigen Beispielen angedeutet.

Während der Auswertung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde festgestellt, daß die Teilchengröße der pulverförmigen Stoffe, die entweder in dem Einsatz oder in dem Tauchüberzug zur Herstellung einer Aluminiumoxyd-Sperrschicht verwendet werden, nicht kritisch ist und daß die Teilchengröße zwischen etwa 0,125 mm schwanken kann, ohne daß ein bemerkenswerter Unterschied in der Wirkung festgestellt werden könnte. Es wurde gefunden, daß die neutrale Sperrschicht, beispielsweise aus Aluminiumoxyd, während des Verfahrens von Nutzen dafür ist, das Maß der Diffusion zu steuern und damit die Dicke des Überzugs zu steuern. Ein mit der Form eines Gegenstandes übereinstimmender Schirm oder verschiedene andere Mittel können für denselben Zweck verwendet werden. Es wurde festgestellt, daß diese Sperrschicht besonders nützlich in Verbindung mit bestimmten Nickellegierungen ist, beispielsweise für die in Beispiel 2 verwendete Nickellegierung, wenn sie zusammen mit einem NaF-Aktivierungsmittel verwendet wird, um jedes Anhaften des Einsatzmaterials an der Fläche des Gegenstandes zu verhindern. Eine derartige Sperrschicht wurde im allgemeinen bei der Verwendung von NH₄Cl als Aktivierungsmittel für nicht notwendig befunden.

Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich für den Schutz von Gegenständen, die aus Legierungen auf der Grundlage von Eisen, Nickel oder Kobalt bestehen. Sie kann jedoch auch für den Schutz von Gegenständen von Nutzen sein, die aus Stoffen auf der Grundlage anderer Elemente bestehen, beispielsweise auf der Grundlage der feuerfesten Metalle Chrom, Molybdän, Niob usw. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man zunächst eine Fläche aus Eisen, Nickel oder Kobalt oder aus Legierungen dieser Stoffe auf dem Gegenstand bildet und dann auf dieser Fläche eine Zweistofflegierung aus Titan und Aluminium aufdampft.

Beispiele

Eine Probe in Form eines Turbinenflügels, der aus einer Chromlegierung mit einer nominellen Zusammensetzung, in Gewichtsanteilen, von 7,5% Wolfram, 0,2% Titan, 0,8% Zirkonium, 0,1% Kohlenstoff, 0,3 % Yttrium, Rest Chrom, hergestellt wurde, wurde dadurch gereinigt, daß sie zunächst einem Reinigungsvorgang mit Ultraschallwellen ausgesetzt wurde und

ao sodann in NaOH elektropoliert wurde, wonach sie in eine HCl-Lösung getaucht wurde. Die Probe wurde zunächst in einer Woodslösung einer Nickelabscheidungsbehandlung unterworfen und dann in einem Sulfamatbad mit etwa 0,125 A/cm² IV₂ Stunden lang

as bei einer Temperatur von 60° C galvanisch vernickelt. Nach dem Vernickeln wurde die Probe in der pulverförmigen Einsatzmischung gemäß Beispiel 2 angeordnet und in eine Retorte gebracht. Es wurde ebenso verfahren wie in Beispiel 1, mit der Abweichung, daß

30- die Temperatur in der Retorte 1 Stunde lang auf 950⁰C gehalten wurde. Bei Herausnahme wurde festgestellt, daß die Probe eine ausgezeichnete Oberflächenbehandlung erhalten hat und dieselbe Oberflächengleichmäßigkeit, das Fehlen einer nennenswerten Dickenänderung und ausgezeichnete Oxydationsbeständigkeit aufweist, wie in den obigen Beispielen angezeigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ist, daß die Metallgegenstände in eine Pulvermischung Patentansprüche: aus einer Titan-Aluminium-Zweistofflegierung mit 15 bis 50% Aluminium, bis 1% Kohlenstoff, Rest

1. Verfahren zur Schutzschichtbildung auf Metall- Titan, NaF, KF oder NH₄Cl als Aktivator und Al₂O₃ gegenständen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis 5 als inertes Verdünnungsmittel eingepackt werden.

in einer nichtoxydierenden Atmosphäre bei einer Die nach dem Verfahren der Erfindung auf einen

Temperatur von 950 bis 1175° C in Gegenwart Metallgegenstand auf Eisen-, Nickel-oder Kobaltbasis

einer Titan und Aluminium enthaltenden Legierung, aufgebrachte Schutzschicht schützt den Metallgegen-

dadurch gekennzeichnet, daß die stand wirksam vor Oxydation bei Erhitzung des

Metallgegenstände in eine Pulvermischung aus io Metallgegenstandes in Luft auf eine Temperatur im

einer Titan-Aluminium-Zweistofflegierung mit 15 Bereich von 1000° C. Der nach dem Verfahren der

bis 50% Aluminium, bis 1% Kohlenstoff, Rest Erfindung behandelte Metallgegenstand weist im

Titan; NaF, KF oder NH₄Cl als Aktivator und wesentlichen seine ursprünglichen Abmessungen auf,

Al₂O₃ als inertes Verdünnungsmittel eingepackt da die Schutzschicht durch Eindiffundieren der

werden. 15 Zweistofflegierung in Gegenwart des Aktivators in die

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Metalloberfläche erzeugt wird. Beim Verfahren nach zeichnet, daß die Metalloberfläche mit einer der Erfindung wird auch die Oberfläche von schmalen pulverförmigen Mischung aus 50 bis 60 % Alu- Bohrungen und Durchgängen mit der gewünschten miniumoxyd, 38 bis 40% TitanrAluminium-Zwei- oxydationsfesten Schutzschicht versehen.
Stofflegierung und 0,2 bis 10% Aktivator in ao Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Berührung gebracht wird. Erfindung bringt man zweckmäßigerweise die Metalloberfläche mit einer pulverförmigen Mischung aus y 50 bis 60% Aluminiumoxyd, 38 bis 40% Titan- '

Aluminium-Zweistofflegierung und 0,2 bis 10 % Akti-

35 vator in Berührung.

Die Erfindung wird nun näher an Hand von Zeich-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schutz- nungen erläutert, in denen zeigt

Schichtbildung auf Metallgegenständen auf Eisen-, F i g. 1 eine photomikrographische Ansicht, die

Nickel- oder Kobaltbasis in einer nichtoxydierenden eine nach dem Verfahren der Erfindung aufgebrachte

Atmosphäre bei einer Temperatur von 950 bis 1175° C 30 Schutzschicht vor Oxydationsbehandlung zeigt,

in Gegenwart einer Titan und Aluminium enthaltenden - F i g. 2 eine photomikrographische Ansicht, die die

Legierung. in F i g. 1 dargestellte Schutzschicht nach der Oxy-

Aus der US-PS 28 87 420 ist ein Verfahren zur dationsbehandlung zeigt, und

Schutzschichtbildung auf Metallgegenständen bekannt, F i g. 3 eine photomikrographische Ansicht, die die

bei dem die Metallgegenstände in Berührung mit einer 35 Oberfläche eines unbehandelten Metallkörpers nach

pulverisierten Legierung aus über 15 % Titan, über 6 % der Oxydationsbehandlung zeigt.

Aluminium, Rest Nickel oder Eisen, in einer nicht- Aus den nachfolgenden Beispielen ergibt sich, daß

oxydierenden Atmosphäre auf eine Temperatur von die Zusammensetzung der beim Verfahren nach der

1000 bis 1190° C erhitzt werden. Erfindung eingesetzten Zweistofflegierung sowie die

Aus der US-PS 30 61 462 ist weiterhin bereits ein 40 Verwendung eines Aktivators in Form von NaF, KF

Verfahren zur Schutzschichtbildung auf Metallgegen- oder NH₄Cl kritisch und daher erfindungswesentlich ist.

ständen bekannt, bei dem der zu behandelnde Metall- ρ · · 1 1

gegenstand zusammen mit einer Mischung aus einem Beispiel!

Überzugsmetall, einem Halogenid des Überzugsmetalls Proben einer Nickel-Superlegierung mit einer nomi- (

und einer als Reduktionsmittel wirkenden Metall- 45 nellen Zusammensetzung, in Gewichtsprozent, von

komponente erhitzt wird, wobei das Überzugsmetall 0,15 bis 0,20% Kohlenstoff, 8 bis 11% Chrom, 4,5 bis

unter Ausbildung einer Schutzschicht in die Oberfläche 5,0 % Titan, 5 bis 6 % Aluminium, 13 bis 17 % Kobalt,

des Metallgegenstandes eindiffundiert. 2 bis 4 % Molybdän, Rest Nickel wurden in Form von

Aus der US-PS 31 02 044 ist weiterhin bereits ein gegossenen flachen Proben und von Versuchsstäben Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf 50 des üblichen zylindrischen Typs 0,252 mit Gewindeeinen Metallgegenstand bekannt, bei dem auf den schäften für Zerreißversuche vorgesehen. Eine Zwei-Metallgegenstand eine Schicht aus einem geeigneten Stofflegierung aus 35 Gewichtsprozent Aluminium und Metallpulver aufgebracht und dann im Vakuum zur 65 Gewichtsprozent Titan wurde gegossen und in Bildung einer Schutzschicht aufgesintert wird. einem Brecher zerkleinert. Eine pulverförmige Einsatz-

Die bisher bekannten Verfahren zur Schutzschicht- 55 mischung wurde mit den folgenden Bestandteilen in

bildung auf Metallgegenständen liefern verhältnis- Gewichtsprozent hergestellt:

mäßig dicke Schutzschichten, die häufig eine ungleich- ₅qo/ Aluminiumoxyd

mäßige Dicke aufweisen sowie schmale Öffnungen oder ^V₀ Titan-Aluminiurn-Zweistofflegierung,

Durchgange des Metallgegenstandes entweder ver- _1QOJ Natriumfluorid-Aktivierungsmittel.

stopfen oder nur unzureichend schützen. 60 ^/0

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Die Teilchengröße des Aluminiumoxyds betrug

Verfahren zu schaffen, mit dem auf Metallgegenständen —150 +200. Die Einsatzmasse wurde gründlich

auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis gleichmäßige mehrere Stunden lang in einer Mischvorrichtung

Schutzschichten zuverlässig aufgebracht werden kön- gemischt, bevor die Mischung in eine Retorte eingenen, ohne daß dabei die ursprünglichen Abmessungen 65 führt wurde, in der die Proben der Superlegierung

der Metallgegenstände wesentlich verändert werden. angeordnet wurden. Bevor die Proben in der Retorte

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der angeordnet wurden, wurden sie einem Dampfstrahleingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet gebläse ausgesetzt, mit Wasser gewaschen und mit