专利名称：构件的涂黑方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种构件的涂黑方法。进一步该发明涉及一装置，采用该装置可实施本发明的方法。
根据现有技术，已知有不同的方法可产生涂黑的表面。这里涉及的是一种在气相或液体介质内部进行电处理的氧化方法。例如为保持相应的构件表面，所产生的涂黑表面可起到耐腐蚀如抗浮锈和达到较高的耐磨性的效果。
在EP 0 655 512 B1中已知一种利用硝化或硝基化方法在金属部件上生成一致氧化层的方法，在这方法中，该部件在硝化或硝基化处理后于给定的温度下被放置于氧化气相中一定的时间。在后氧化过程中，该部件主要为铁氮化物或碳氮化物组成的外边层就会转变为一薄的氧化铁层。这里优选该层为Fe3O4。该涂层表现为黑色。这里的缺点是独立的后续操作意味着附加的步骤。
在DE 43 33 940 C1中已知一种对于零件，特别是钢或/和铸件的处理方法，在该方法中，通过在一炉中在硬化温度下借助引入或喷入一降压和氧化作用的反应气体，可将该部件于炉中同时氧化和硬化。但缺点是由于在热状态下物质的直接引入会造成炉体的负载加大。另外，为了防止在加热过程中的提前氧化，部件必须被包围在火焰雾中。
另一表面涂黑的可能性是将部件在回火后于一乳浊液中淬火，以使得氧化的表面变黑。其缺点是必须进行一另外的步骤，即该乳浊液必须被保护以防微生物的侵害，而这仅可通过贵的、额外的消除处理措施来解决。
还有一部件表面涂黑的可能是在液体中进行后处理。这里该部件在硬化后被浸于所谓的烧蓝浴或盐浴中。同样该方法也涉及另外的工艺步骤，并且该电解液必须被花钱制作，观察和清除。特别是对盐浴而言，有可能因为其含有氰化物而出现问题。而该脱除处理是非常昂贵的。f再一可能性是在电镀液中的电镀涂黑。这里涉及到例如黑色染色。根据可能的不同层厚的金属沉淀，在该方法中自然可以形成不同的色层。但这里的缺点是必须加一个另外的工艺步骤，同时该电镀溶液的消除处理也是非常昂贵的。
而且在所有的氧化方法中的缺点是，当氧化层太厚或在氧化层和表面间的附着力不够时氧化层均具有脱落的倾向。而为达到足够的涂黑，较厚的氧化层通常又是必要的。
因此本发明的任务就是，获得一表面涂黑的方法，该方法不需要另外的工艺步骤就能达到涂黑表面，并且该涂黑无脱落倾向。在制作，保养和消除处理时不使用昂贵的液体或电解液。另外还应该给出一实施该方法的装置。
按照本方明任务的解决方案为，将表面在一加热处理空间中同时与加入的放碳介质接触。该已在处理空间中的部件的表面将与碳结合。该碳是由一放碳的介质分解得到的。该分解是借助热的供应而产生的。该碳和部件表面反应并将其涂黑。
其优点是避免了以前的缺点可获得一深黑色的表面。采用该方法特别适合在硬化后表现为不佳表面的部件上生成黑的表面。除此之外其还可提高部件的耐腐蚀性。由于表面具有一“缎子样的”光泽，该表面除具有设计功能外，还能够很好地制成坚固且具装饰性的表面，例如用作立体声设备或其他金属部件的外壳。
本发明的一有利的实施方法是在低压下进行热处理。该低压可为0.01毫巴至100毫巴。该低压优选地在0.1毫巴至15毫巴间。低压使得在炉体中碳含量具有较有利的剂量分配，防止了炉体被熏黑。在高压时，特别是大气压力条件下，放碳介质的可分配部分会太高，其必然会导致不好的炉体熏黑。并且放碳介质的费用会增高，炉体也必须有规律地除黑以保证最佳的工艺过程。
热处理本身可在200℃至700℃温度下进行。在该温度范围下可达到一优良的碳和部件表面的转换。优选的温度是300℃至570℃，特别是350℃至475℃。热处理的持续时间可按照温度和/或压力的改变进行调整。碳含量本身可在处理空间内通过压力变化来调整。为达到处理空间中环境的改变，通常有必要调节处理的时间。
放碳介质可以气体状被引入处理空间。除此之外加入液体也是可行的。作为放碳介质可采用烃，特别是乙炔，一氧化碳或它们的混合物。由于其良好的裂解性，这类物质适合于作为碳供给物。当然其它的作为放碳介质的材料也是可以考虑的。
基于特性的缘由对冷却速度不须作要求。因此基于设备利用率的原因，在处理结束时的冷却进行的应越快越好。
为实施按照本发明的方法，发明还包括一具有可加热的处理空间的装置和一用于调节放碳介质进入量的装置。该处理空间为可抽真空的。为将处理空间抽真空可预先设置一装置，特别是一真空泵。除此之外，该装置还可以预装一检测处理空间环境中碳含量的检测装置，以获得放碳介质经过调整的供应。
一个炉子可作为处理空间。该炉子可具有一内衬。该内衬可由金属制成。其目的在于当处理具有催化作用的表面时起保护作用。而此时该内衬不应为金属的。优选地，该内层是可替换的，以便消除有可能产生的熏黑。
下面借助唯一的附图
进一步描述本发明，但本发明并不限于此。
唯一的图示以示意图的方式给出了一按照本发明的装置。
在一个真空炉的炉膛1中放置了一个需进行表面涂黑的部件2。该须涂黑的部件2的表面未经过处理。借助一加热单元3可将炉膛1的温度加热至450℃。同时借助真空泵4可将炉膛1内的压力降至5毫巴。
借助一引入单元5将放碳介质乙炔(C2H2)导入炉膛1。该乙炔将在炉膛1中裂解。碳被释放到炉膛1的环境中。该碳到达部件2的表面并与其接触进行涂黑。
借助一检测传感器6可检测在炉膛1环境中的碳含量。借助一和引入单元5的连接(未画出)，该检测传感器6可控制放碳介质的引入量，以调整最佳的浓度。该碳含量将如此加以调节，以使得尽可能减少炉膛壁上的熏黑。处理将要结束时，将减少乙炔的加入量以达到最佳的碳利用。在经过一2小时的处理时间后，将抽出残余空气，并在炉膛中再次产生环境大气压。然后若对涂黑的部件2无特性上的改变，应将炉膛和该部件2尽快地冷却，以使得该装置又可立即用于下一处理过程。接着可将已涂黑表面的部件2从炉膛1中取出。该通过这一方式产生的表面黑色是坚固的，这可借助磨损试验来证实。
图例表1.炉膛2.部件3.加热单元4.真空泵5.引入单元6.检测传感器
权利要求
1.部件涂黑的方法，其特征是，对在一加热处理空间(1)中的表面同时供应放碳介质。
2.按照权利要求1的方法，其特征是，热处理是在低压下实现的。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征是，低压介于0.01mbar至100mbar。
4.按照权利要求3的方法，其特征是，低压优选地介于0.1mbar至15mbar。
5.按照权利要求1至4的方法，其特征是，热处理是在200℃至700℃间的温度下实施的。
6.按照权利要求5的方法，其特征是，优选地在300℃至570℃的温度实施热处理。
7.按照权利要求5的方法，其特征是，特别优选在350℃至475℃间的温度实施热处理。
8.按照权利要求1至7的方法，其特征是，处理时间的调节取决于温度和/或压力。
9.按照权利要求1至8的方法，其特征是，在处理空间内的碳含量由压力来调整。
10.按照权利要求1至9的方法，其特征是，放碳介质是以气态被引入的。
11.按照权利要求1至9的方法，其特征是，放碳介质是以液态被引入的。
12.按照权利要求1至11的方法，其特征是，作为放碳介质可引入烃，特别是乙炔，和/或一氧化碳。
13.按照权利要求1至12的方法加以实施的装置含有一可加热的处理空间(1)和一用于调节放碳介质流入量(5)的装置。
14.按照权利要求13的装置，其特征是，该处理空间(1)为可抽真空的。
15.按照权利要求14的装置，其特征是，采用真空泵(4)抽真空。
16.按照权利要求12至15的装置，其特征是，装置有一用于检测处理空间(1)的大气中的碳含量，以调节放碳介质引入量的检测传感器(6)。
17.按照权利要求12至16的装置，其特征是，该处理空间(1)是一个炉子。
18.按照权利要求17的装置，其特征是，该炉子具有一内衬。
19.按照权利要求18的装置，其特征是，该内衬是可替换的。
全文摘要
本发明涉及一部件涂黑的方法。为实现该方法，即在部件上进行涂黑表面并无脱落倾向，以及在制作、维护和消除处理时无需使用昂贵的液体或电解液，可将部件的表面在一加热处理空间中同时引入放碳介质。另外本发明还涉及一装置，采用该装置可实施按照本发明的方法。
文档编号C23C8/22GK1483854SQ0315248
公开日2004年3月24日 申请日期2003年8月1日 优先权日2002年8月1日
发明者沃尔夫冈·莱尔歇, 汉斯雅各布·德里森, 温弗里德·格拉芬, 沃尔特·伍斯特, 伍斯特, 各布 德里森, 德 格拉芬, 沃尔夫冈 莱尔歇 申请人:伊普森国际股份有限公司