Die Erfindung betrifft ein metallisches Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , insbesondere für einen Beschlag, ein Möbel und/oder ein Haushaltsgerät und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 und einen Beschlag, ein Möbel und/oder Haushaltsgerät.

Bisher wurden auf dem Gebiet der Beschläge entweder unbehandelte Edelstahle eingesetzt oder Edeistähle mit organisch-anorganischen Hybridpolymer- beschichtungen verwendet, wie sie u.a. in der DE 10 2008 059 908.5 nachveröffentlicht sind.

Die DE 103 40 482 A1 offenbart eine Teleskopschiene, mit einem Überzug aus einem harten Material. Dieser Überzug kann u.a. mit Beschichtungen aus Hartstoffen wie z.B. Carbiden, Nitriden, Carbonitriden versehen sein und auf die Laufbahnen der Auszugsführung aufgebracht werden. Diese Beschichtung dient der Verminderung der Reibung auf den Gleitflächen. Einige Hartstoff-Beschichtungen weisen eine Mikroporosität auf, so dass sie nur über kurze Zeit korrosionsbeständig sind.

Es ist nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein metallisches Bauteil zu schaffen, welcher korrosionsbeständig und kratzfest ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein metallisches Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

Dabei weist ein metallisches Bauteil, insbesondere für einen Beschlag, ein Möbel und/oder ein Haushaltsgerät erfindungsgemäß zumindest abschnittsweise eine Beschichtung auf, die einen hartstoffhaltigen oder metallkeramischen Verbundwerkstoff enthält.

Das metallische Bauteil kann beispielsweise als Beschlag in jeder Art von Möbeln zum Einsatz kommen, besonders bevorzugt jedoch in Haushaltsgeräten, insbesondere der so genannten weißen Ware, wie z.B. ikrowellengeräten, Dampfgarer und andere wärmtechnische Geräte zur Nahrungsmittelerhitzung, ggf. auch mit Pyrolysereinigung, Eistruhen, Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen, Wäschetrocknern und dergleichen.

Da die hartstoffhaltige Verbundwerkstoffbeschichtung korrosionsstabil und kratz- fest ist, kann auf die Verwendung von Edelstahl in Beschlägen verzichtet werden, was zu einem erheblichen Preisvorteil und ggf. auch zu einem Vorteil beim

Transport durch geringere Masse führt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Gegenstand der Unteransprüche.

Es ist von Vorteil, wenn die Beschichtung eine Vickershärte von größer als 300 HV10 {300 = Härtewert, HV=Verfahren und 10=Prüfkraft in Kilopond), vorzugsweise zwischen 500-1000 HV10, besonders bevorzugt zwischen 600-750 HV10 aufweist. Diese Härte gewährleistet vorteilhaft eine erhöhte Kratzfestigkeit der Beschichtung.

Für die Verwendung des metallischen Bauteils im Backofenbereich, insbesondere als Auszugsführung oder Gargutträger, ist es von Vorteil, wenn der Schmelzpunkt der Beschichtung größer als 300 °C, vorzugsweise zwischen 400-900 °C, beson- ders bevorzugt zwischen 500-700 °C, ist Dies entspricht der Temperatur, die mit einem herkömmlichen Backofen erreicht wird. Sofern die Beschichtung einen Schmelzpunkt von über 500 °C aufweist, kann das metallische Bauteil beispielsweise als Beschlag in Form einer Auszugsführung oder Seitengitter auch in Backöfen mit Pyrolysereinigung eingesetzt werden.

Es ist von Vorteil, wenn der Verbundstoff einen Massenanteil von über 50 % an einem Metall und/oder einer Keramik aufweist, insbesondere bei einer metallbasierten Beschichtung kann dadurch die Duktilität der metallischen Matrix bzw. die Biegsamkeit und Verformbarkeit des Metalls ausgenutzt werden. In einer kerami- sehen Beschichtung kann die Sprödigkeit der Beschichtung, beispielsweise durch die Gefügeeinstellung, vorteilhaft optimiert werden.

Besonders bevorzugt zur Erhöhung der Kratzfestigkeit sind Hartstoffe, ausgesucht aus einer Gruppe bestehend aus Carbiden, Nitriden, Boriden oder Siliciden. Insbesondere die Carbide, Nitride, Boride oder Silicide von hochschmelzenden Übergangsmetallen wie Titan, Tantal, Wolfram und Molybdän einschließlich ihrer Mischkristalle und Komplexverbindungen verstärken den Effekt der Kratzfestigkeit vorteilhaft. Als Hartstoffe können zudem Korund, Fluorapatit oder Mischungen davon verwendet werden. Diese Hartstoffe sind natürlich vorkommend. Fluorapatit, ebenso wie Korund, ist gesundheitlich unbedenklich und kann bei Beschlägen eingesetzt werden, die im Lebensmittelbereich, beispielsweise in Backöfen oder in Kühlschränken, zum Einsatz kommen.

Die Reibung von gegeneinander beweglichen Bauteilen eines Beschlages, beispielsweise einer Auszugsführung oder eines Scharniers, wird durch ei Gleitmit- tel verringert. Dabei kann das Gleitmittel vorteilhaft in den Verbundstoff eingebracht sein, so dass es nicht durch häufigen Gebrauch abgetragen wird, sondern auf der Oberfläche verbleibt. Dies gilt insbesondere für Festschmierstoffe wie Mo- tybdänsulfid, PTFE, PFA, Graphit oder alpha-Bornitrid. Die erfindungsgemäße Beschichtung genügt bevorzugt der Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 27. Oktober 2004 über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen und zur Aufhebung der Richtlinien 80/590/EWG und 89/109/EWG.

Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen metallischen Bauteils ein zumindest abschnittweises Auftragen einer hart- stoffhaltigen oder einer metallkeramischen Mischung. Das Auftragen erfolgt mittels Gasphasenabscheidung, chemischer Abscheidung, elektrochemischer Ab- Scheidung, thermischen Spritzens oder Auftragsschweißen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Sie zeigen: Figuren 1 bis 3 mehrere Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen metallischen Bauteils, das als Beschlag in Form einer Auszugsführung ausgebildet ist.

Eine Auszugsführung 1 umfasst eine Führungsschiene 2, die an einem Seitengit- ter in einem Backofen, einer Seitenwand eines Backofens oder einem Möbelkorpus festlegbar ist. An der Führungsschiene 2 ist eine Mittelschiene 3 über Wälzkörper 6 verfahrbar gelagert. Die Mittelschiene 3 dient zur Lagerung einer Lauf- schiene 4. Zur Lagerung der Schienen 2, 3 und 4 sind an der Führungsschiene 2 und der Laufschiene 4 jeweils mindestens zwei, im Ausführungsbeispiel drei Laufbahnen 9 für Wälzkörper 6 ausgebildet. Die Wälzkörper 6 sind an einem Wälzkörperkäfig 7 als Einheit gehalten. Ferner sind an der Mittelschiene 3 insge- samt mindestens vier Laufbahnen, im Ausführungsbeispiel acht Laufbahnen

Laufbahnen 8 für Wälzkörper 6 ausgebildet, wobei jeweils mindestens zwei Laufbahnen 8 der Führungsschiene 2 und mindestens zwei Laufbahnen 8 der Laufschiene 4 zugeordnet sind. Zur Befestigung der Auszugsführung 1 an einem Seitengitter eines Backofens sind zwei Klammern 5 an der Führungsschiene 2 festgelegt. Auch andere Befestigungsmittel bzw. Befestigungsstellen können an der Führungsschiene 2 vorgesehen sein. Die Auszugsführung 1 ist an dem von außen zugänglichen Bereich, also an der Außenseite der Führungsschiene 2 und der Laufschiene 4 mit z.B. einer hartstoff- haltigen Keramik-Beschichtung versehen. Ein an der Laufschiene 4 festgelegter Stopfen 10 ist an seinen von außen zugänglichen Bereichen ebenfalls z.B. mit einer hartstoffhaltigen Keramik-Beschichtung überzogen. Auch ein Haltebolzen 11 ist z.B. mit dieser Beschichtung ausgestattet. Die Innenseite der Laufschiene 4 und der Führungsschiene 2, an denen die Laufbahnen 9 für die Wälzkörper 6 ausgebildet sind, weist bevorzugt keine Beschichtung auf. Auch die Mittelschiene 3, die vollständig im Innenbereich der Auszugsführung 1 angeordnet ist, wenn die Laufschiene 4 in der eingefahrenen Position angeordnet ist, besitzt mindestens im Bereich der Laufbahnen 8 keine Beschichtung. Dadurch können die Laufbahnen 8 durch das Material der Schienen 2, 3 und 4 gebildet sein, meist werden die Laufbahnen 8 und 9 aus einem gebogenen Stahlblech hergestellt. An der Außenseite wird durch die z.B. hartstoffh altige Keramik-Beschichtung an den Schienen 2 und 4 eine hohe Kratzfestigkeit und Temperaturfestigkeit der Oberfläche er- reicht, so dass beispielsweise Gargutträger auf der Auszugsführung angeordnet werden können. Dadurch kann die Auszugsführung 1 besonders gut in einem Backofen eingesetzt werden, wobei über eine lange Lebensdauer eine hohe Laufgüte erreicht wird. In den Fig. 1 bis 3 ist ein Überauszug mit drei Schienen, 2, 3, und 4 gezeigt. Eine Ausführung mit mindesten drei Schienen als Voliauszug ist ebenfalls denkbar. Es ist auch möglich, die Auszugsführung als Teilauszug mit nur zwei Schienen (ohne die Mittelschiene 3) oder mit mehr als drei Schienen auszubilden. Als Bestandteile der erfindungsgemäßen Verbundstoffe kommen Holz, Gläser und Polymere, sowie insbesondere keramische Werkstoffe und Metalle in Frage, die in Verbindung mit Hartstoffschichten oder Hartstoffteilchen zu Schicht- und Teilchen-Verb und Stoffen verarbeitet werden. Zu den Teilchen-Verbundstoffen gehören z.B. Hartmetalle und Keramiken. Im weiteren Sinne werden zu den Verbundstoffen der Beschichtung des erfindungsgemäßen metallischen Bauteils auch Faserverbundstoffe gerechnet Anders als bei Hartstoffbeschichtungen, wie sie bereits im Stand der Technik offenbart sind, können Verbundstoffe bei geringeren Temperaturen auf die

Oberfläche des metallischen Bauteils aufgebracht werden. So reicht es

beispielsweise bei thermischen Beschichtungsverfahren bereits aus, die niedrigschmelzenden Anteile der Verbundstoffmatrix zu verflüssigen, wohingegen die meist höherschmelzenden Hartstoffbestandteile bereits durch die flüssige Verbundstoffmatrix mitgerissen werden und danach in die Beschichtung eingebettet werden.

Die Hartstoffe, welche in der Beschichtung enthalten sind, sind Stoffe, die aufgrund ihres spezifischen Bindungscharakters eine Vickers-Härte von größer als 1000 HV10 (1000 = Härtewert, HV=Verfahren und 10=Prüfkraft in Kilopond), vorzugsweise größer als 3000 HV10 aufweisen. Dabei liegt der Schmelzpunkt von Hartstoffen zumeist über 2000 ^D C. Hartstoffe sind, neben Korund,

insbesondere auch Carbid-, Nitrid-, Borid- und Siliciadverbindungen.Die

wichtigsten Vertreter der Klasse der Hartstoffe sind Diamant, kubisch kristallines Bornitrid, Siliziumcarbid, Aluminiumoxid, Borcarbid, Wolframcarbid,

Vanadiumcarbid, Titancarbid, Titannitrid und Zirconiumdioxid.

Alternativ oder zusätzlich kann das Verbundstoffmaterial auf Basis von einem me- tallkeramischen Verbundwerkstoff (Cermet) gebildet sein. Cermet ist eine mit Metallkeramik oder Kerametalle übersetzte Bezeichnung für eine Gruppe von Werkstoffen aus zwei getrennten Phasen mit einem metallischen und einem keramischen Bestandteil, die sich in Härte und Schmelzpunkt voneinander unterscheiden. Eine Erhöhung des keramischen Anteils hat eine Erhöhung der Härte, des Schmelzpunktes, der Wärmefestigkeit und der Zunderbeständigkeit zur Folge. Der metallische Anteil hingegen verbessert die Temperatur- Wechselbeständigkeit, die Zähigkeit und die Schlagfestigkeit der Beschichtung des metallischen Bauteils.

Die Auszugsführung weist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform, ins- besondere für den Einsatz in Backöfen eine Beschichtung aus hartmetallhaltigen Verbundstoff auf, die einen Hochtemperatur-Werkstoff enthält. Dieses metallische Bauteil in Form eines Beschlags kann bei Temperaturen von über 500 °C verwendet werden, also bei Temperaturen die in einem Backofen mit Pyrolysebetrieb vorherrschen, bei denen Beschläge ohne Beschichtung z.T. zur Verzunderung neigen.

Bevorzugte Hochtemperatur-Werkstoffe sind dabei Al ₂ 0 ₃ , BeO, CaO, MgO, Si0 ₂ , ThO ₂ oder Zr0 ₂ , sowie Kohlenstoff-Werkstoffe, insbesondere Kohte und Graphit. Letztere verfügen über eine niedrige Wärmeausdehnung bei gleichzeitig hoher Wärmeleitfähigkeit und die ausgezeichnete Temperatur-Wechselbeständigkeit. Weiterhin können auch Carbide, Nitride und Aluminide wie z.B. HfC, TaC, ZrC, SiC, Beryllium-, Bor-, Aluminium- und Siliziumnitride, sowie Aluminide der Metalle Nickel und Eisen als Hochtemperaturwerkstoffe eingesetzt werden. Die Auszugsführung weist in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform, insbesondere für den Einsatz in Backöfen, eine Beschichtung aus hartmetallhaltigen Verbundstoff, mit zumindest einer Keramik, insbesondere aus einer Hochleistungskeramik, auf. Diese Keramik enthält dabei einen Volumenanteil von mehr als 30 % krist

Materialien. Die Hochleistungskeramik weist hochreine Oxide, Nitride, Carbide und Boride von genau definierter Zusammensetzung, Teilchenform und

Teilchengrößenverteilung auf und wird als Pulver durch Pressen und Sintern zu Kompaktkörpern verarbeitet, wobei auf die optimale Gefügeeinstellung geachtet wird. Die mittlere Teilchengröße der Hartstoffe kann dabei zwischen 0,01 -200 pm, vorzugsweise zwischen 0,1-20 μιτι liegen. Die Eigenschaften der Beschichtung des metallischen Bauteils bei Verwendung einer Hochleistungskeramik hängen wesentlich stärker vom Gefüge ab als bei metallischen Werkstoffen. Bevorzugt enthalten hartstoffhaltige Hochleistungskeramiken Aluminiumoxid (Korund, AI ₂ O ₃ ), Zirconiumdioxid (Zr0 ₂ ), Siliciumnitrid <Si ₃ N ), Aluminiumnitrid (AIN), Siliciumcarbid (SiC), Borcarbid (B ₄ C) und Titandiborid (TiB ₂ ). Beschläge mit einer Beschichtungslage auf Basis einer Hochleistungskeramik sind hochtemperaturbeständig, korrosions- und verschleißfest. Sie besitzen Druckfestigkeit, Härte und Kriechfestigkeit sowie günstige Gleiteigenschaften bei gleichzeitig hoher thermischer und chemischer Beständigkeit. Zusätzlich können sie elektrische, magnetische, optische und biologische Funktionen übernehmen.

Die Hochleistungskeramik kann als Pulverzusammensetzung mit Hartstoffen versetzt werden und in einem Pulverbeschächtungsverfahren auf die Oberfläche des metallischen Bauteils aufgebracht werden. Dadurch wird eine definierte Korngrößenverteilung und eine definierte Beschichtungsoberfläche ermöglicht. Die derart entstandene Beschichtung weist eine hohe Packungsdichte der Puiverteilchen in der Beschichtung auf, was eine hohe Sinterdichte bei möglichst geringer Schrumpfung zur Folge hat. Schlickergegossene BeSchichtungen mit Hochleistungskeramiken können im Vergleich zu kaltgepressten Körpern ebenfalls eine höhere Packungsdichte und damit engere Porengrößenverteilung aufweisen.

Zur vorteilhaften Einstellung des Gefüges in der hartstoffhaltigen Beschichtung mit überwiegendem Anteil aus Hochleistungskeramik sind hohe

Sintertemperaturen und/oder hohe äußere Drücke notwendig, insbesondere um den komgrenzendiffusionskontrollierten Materialtransport bei verringertem

Flüssigphasenanteil in z. B. Si ₃ N ₄ und AIN-Keramiken zu beschleunigen. Um die Zersetzung von S13N4 bei Sintertemperaturen über 1800 °C zu verhindern, wird dabei ein Gasdrucksintern mit einem N2-Druck von 1 -10 MPa angewandt, der Sintertemperaturen über 2000 °C ermöglicht. Dadurch kann vorteilhaft das anisotrope Kornwachstum gezielt ausgenutzt und ein Gefüge mit geringem intergranularem Glasanteil aber hohem Streckungsgrad der Kristallisation erzeugt werden. Dadurch wird die Bruchzähigkeit und die Hochtemperaturfestigkeit der Beschichtung zusätzlich verbessert.

Heißisostatische Pressverfahren für gekapseite bzw. vorgesinterte hartstoffhaltige Keramik-Verb undstoffe können ebenfalls angewandt werden. Dies erfolgt mit Gasdrücken von bis zu 200 MPa unter Ar-, N ₂ - oder 02-Atmosphäre bei

Temperaturen bis 2000 °C, um vorteilhaft eine vollständige Verdichtung der hartstoffhaltigen Verbundkeramiken zu ermöglichen. Durch Kombination von drucklosem Sintern, Gasdrucksintern sowie heißisostatischen Pressen in einem auf den jeweiligen Werkstoff optimierten Verdichtungsprozess gelingt es, homogenere Gefüge mit geringerem Kornwachstum, kleinerer Fehlergröße und höherer Dichte in hartstoffhalttgen Verbundstoffen aus Oxid- u.

Nichtoxidkeramiken zu erzeugen. Hartstoffhaltige Verbundwerkstoffe mit neuartigen Gefügen u. Eigenschaften können durch chemischen Reaktionsverfahren erzeugt werden. Dabei können u.a. auch autokatalyt. Reaktionsverfahren (AI2O3/B4C), Verdrängungsreaktionen (AI2O 3 T1N) und eutektische Kristallisation (Al ₂ 0 ₃ /Zr02) ₍ Reaktionen von

organometalüschen Verbindungen als (SiC/SiC^) Polymer-Reaktionstechniken (Si ₃ N4/SiC), Schmelzphasenfiltrationstechnik (Si/SiC) gerichtete

Schmelzoxidierung (AI2O ₃ /AI) sowie GasphasenfiltrationZ-abscheidung (BN, SiC/SiC) genutzt werden.

Die Reaktionsverfahren bieten dahingehend Vorteile für die Beschichtung eines metallischen Bauteils gegenüber den konventionellen Verfahren, da sie ausgehend von reinen Ausgangssubstanzen eine leichte Formgebung der Beschichtung, geringe Schrumpfungen bzw. hohe Maßhaltigkeit und eine

Verringerung von Gefügespannungen in hartstoffhaltigen Verbundwerkstoffen ermöglichen.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform, sind die

Hartstoffteilchen des Verbundmaterials aus Korund, wobei das Verbundmaterial der Beschichtung zusätzlich durch Fasern, vorzugsweise alpha- Aluminiumoxidfasern verstärkt ist Dabei ist das Verbundmaterial auf besonders vorteilhafte Weise temperaturwechselbeständig, kratzfest und

temperaturbeständig bei Temperaturen von bis zu 800 °C. Die Beschichtung haftet auf der Bauteiloberfläche an, wobei Materialspannungen zwischen Bauteil und Beschichtung nur in einem geringen Bereich auftreten. Derart beschichtete Beschläge können in Backöfen mit Pyrolysebetrieb eingesetzt werden.

Bei der vorteilhaften Verwendung von Korund als Hartstoff wird dieses Material pulverisiert und gemahlen mit einem Massenanteil von 8-25 % eines Bindemittels aus Ton, Quarz oder einem Polymer, angefeuchtet im Spritz- oder

Extrudierverfahren auf das metallische Bauteil, beispielsweise des Beschlags, aufgetragen und bei 1300 -1400 °C gebrannt. Dabei sintern die einzelnen Bestandteile zu einem einheitlichen harten Verbundstoff zusammen. in die Korund-Bindemittel-Masse, als besonders bevorzugte Ausführungsvariante eines hartstoffhaltigen Verbundwerkstoffes, kann zusätzlich alpha- Aluminiumoxidfasern (Saphibres) zugegeben werden und im Anschluss kann diese Masse durch Extrusionsbeschichtung auf die Oberfläche des Bauteils aufgebracht werden.

Alternativ kann ein Bestandteil des besonders bevorzugten hartstoffhaltigen Verbundstoffmaterials eine Magnesiumoxidkeramik sein, welche mit

Hartstoffteilchen versetzt wurde. Magnesiumoxid-Keramik ist ein aus

Magnesiumoxid (Periklas) oder Magnesiumaluminat (Spinell) gesinterter

Werkstoff. Der Schmelzpunkt einer derartigen Beschichtung liegt oberhalb von 1500 °C, so dass ein derartig beschichtetes metallisches Bauteil, beispielsweise als Beschlag selbst in Sinteröfen und dergl. einsetzbar ist. Obwohl relativ hohe Dampfdrücke zur Verdichtung dieser Beschichtung zu einem keramischen Werkstoff notwendig sind, ist ein derart beschichteter Beschlag für Spezialanwendungen in der Feuerfestindustrie, z.B. in Muffelöfen oder im metallurgischen Gebiet, geeignet. Dabei weist die MgO-basierte

Ausführungsvariante des beschichteten Beschlags eine sehr hohe

Korrosionsbeständigkeit, insbesondere auch im basischen Milieu auf.

Magnesiumoxid kann auch in anderen Keramikmaterialien als

Beschichtungsmaterial, beispielsweise in Ai203-Keramiken, eingesetzt werden, um dort vorteilhaft das Kornwachstum während des Sintems zu behindern. In einer weiteren Ausführungsvariante weist die Beschichtung einen keramischen Verbundwerkstoff mit Zirconiumoxid auf.

Weiterhin kann ein Verbundwerkstoff metallartigen Nitride als Hartstoffe aufweisen. Besonders bevorzugt sind dabei Nitride der Übergangsmetalle wie VN, CrN, W ₂ N, bei denen die Stickstoff-Atome die Hohlräume der Metallstruktur besetzen und in Aussehen, Härte und elektrischer Leitfähigkeit metallischen Charakter aufweisen. Neben der Härte bleibt somit das metallische

Erscheinungsbild des metallischen Bauteils trotz der Beschichtung erhalten. Ein Verbundstoff mit Nitriden als Hartstoffe kann hergestellt werden, indem in eine Chromstahl-Schmelze unter N ₂ -Druck bis zu einem Massenanteil von 1 ,8 % Stickstoff, unter Bildung von Eisennitrid-Hartstoffen, eingebracht werden und dadurch mit der Metallmatrix einen metallischen Verbundwerkstoff mit einer höheren Festigkeit, gegenüber dem herkömmlichen Chromstahl herstellen.

Kovaiente Nitride, die als Hartstoffe für den Verbundwerkstoff in Betracht kommen, sind hauptsächlich mit Elementen der 13, Gruppe gebildet, wie BN, AIN, InN, GaN u. S13N4. Die daraus hergestellte hartstoffhaltige Verbundstoff- Beschichtung ist chemisch beständig,

Die Nitride, die als Hartstoff-Komponenten im Verbundstoff der Beschichtung vorliegen, werden vorzugsweise durch Festkörperreaktionen hergestellt, so z.B. durch Nitrieren von Metallen mit Stickstoff, durch Umsetzung von Metalloxiden mit Ammoniak in Gegenwart von Kohlenstoff oder durch Abscheidung aus der Gasphase (CVD-Verfahren), wobei ein Dampfgemisch aus Metallhalogenid, Stickstoff und Wasserstoff über einen hocherhitzten Wolfram-Draht geleitet wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante weist die Beschichtung des metallischen Bauteils Aluminiumnitrid als Hartstoffkomponente auf. Dieser Hartstoff verfügt über sehr guten Wärmeleitfähigket und Festigkeit bei geringer Wärmeausdehnung und kann z.B. in Keramik-Beschichtungen im Verbund mit Silicium- und Bornitrid besonders bevorzugt verwendet werden.

In einer weiteren Ausführungsvariante können Carbide als Hartstoff-Komponente in einem Verbundwerkstoff eingesetzt werden. Kovaiente Carbide und metallische Carbide, sind dabei besonders bevorzugt als Hartstoffe. Dies umfasst Verbindungen des Kohlenstoffs mit Nichtmetallen, deren Bindungspartner weniger elektronegativ ist als Kohlenstoff (Borcarbid,

Silicäumcarbid), sowie nichtstöchiometrische Verbindungen von

Übergangsmetallen mit Kohlenstoff mit Legierungscharakter. Diese sind gegen Säuren beständig. Dabei befinden sich die relativ kleinen Kohlenstoff- Atome in den Lücken des Metallgitters.

Die Bildung von Carbid auf der Oberfläche eines metallischen Bauteils bzw.

Beschlagsbauteils kann durch Reaktion von elementarem Kohlenstoff oder Gasen, die Kohlenstoff abgeben, mit der metallischen Oberfläche bei 200 -2300 °C erfolgen. Diese Carburierung wird vorzugsweise unter Schutzgas oder im Vakuum durchgeführt. Ebenso können Carbidschichten oder lokale Kristallisationsschwerpunkte von Eisencarbidspezies, wie z.B. Zementit bei der Aufkohlung von Stahl auf der Oberfläche eines Bauteils gebildet werden.

Zusätzlich kann darauf eine Polymertage oder besonders bevorzugt eine Keramik oder eine passivierende Metalllage aufgetragen werden, wobei die Carbidanteile von der Metalloberfläche des Bauteils in die darüber befindliche Schicht eindiffunieren und sich somit eine harte kratzresistente verform- und biegbare hartstoffhaltige Verbundstoff-Beschichtung ausbildet.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung können als

Hartstoffteilchen in der Beschichtung eines metallischen Bauteils oder

Beschlagsbauteils Borcarbid oder Siliziumcarbid eingesetzt werden,

Als Hartstoffe für den Verbundwerkstoff kommen zudem Boride als

nichtstöchiometrische Verbindungen aus Bor und einem Metall in Betracht, die pulvermetallurgisch oder durch Reaktion der Metalloxide mit Borcarbid herstellbar sind.

Ein Borieren der metallischen Oberfläche eines metallischen Bauteils ist ebenfalls möglich. Dabei kommt es bei der Verwendung von eisenhaltigem Metall zur Ausbildung einer Eisenborid-Oberflächenlage, die jedoch sehr spröde und ungenügend resistent gegenüber Korrosion ist. im Anschluss wird eine Metalloder Keramikbeschichtung über diese harte kratzresistente Hartstofflage aufgebracht. Die Schichten verbinden sich durch anschließendes Sintern zu einem wasserabweisenden korrosionsresistenten Verbundsioff. Bevorzugt bei der Verwendung als Borid-Hartstoff in der Beschichtung ist Titandiborid. in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsvariante kann das

Verbundstoffmaterial vorwiegend aus metallkeramischen Verbundstoffmaterial, Cermet, bestehen.

Zur Herstellung eines Cermet vermischt man eine keramische

Pulverzusammensetzung mit Metallpulvern, verpresst das Gemisch unter hohem Druck zu einem Formkörper und sintert in neutraler oder schwach saurer reduzierender Atmosphäre, mahlt das Produkt und bringt es vorzugsweise durch Flammspritzen, insbesondere Hochtemperaturflammspritzen, auf das zu schützende metallische Bauteil beispielsweise eines Beschlags unter Druck auf. Besonders vorteilhaft zur Beschichtung eines metallischen Bauteils,

beispielsweise eines Beschlags, dessen Oberfläche einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt ist, sind faserverstärkte hartstoffhaltige Werkstoffe.

Derartigen Belastungen sind beispielsweise Auszugsführungen im Ofenbereich ausgesetzt, auf denen ein Gargutträger aufliegt. Die Gargutträger können an einigen Stellen, insbesondere beim Aus- und Einfahren des Gargutes auf der Oberfläche der Auszugsführung reiben. Dabei kann unter Umständen eine hohe Abriebskraft punktuell auf die Oberfläche der Auszugsführung und die darauf aufgebrachte Beschichtung ausgeübt werden.

Zur besseren Kraftverteilung bei punktueller Belastung kann die hartstoffhaltige Verbundstoff-Beschichtung auch vorteilhaft faserverstärkt sein. Besonders vorteilhaft sind dabei sogenannte biomorphe keramische Werkstoffe auf der Basis von cellulosehaltigen Ausgangsmaterialien. Ausgangsstoffe für die Fasern können natürliche Hölzer oder Hoizwerkstoffe sein. Natürliche Hölzer zeichnen sich durch ihre mechanisch effizienten Pflanzenfaser-Bauweisen aus. Zur Herstellung von SiC-Keramiken aus Hölzern oder Holzwerkstoffen zur

Beschichtung von Beschlägen kann das Verfahren der Flüssigsilicierung (LSI- Prozess) verwendet werden. Dazu wird der Holzwerkstoff in einem ersten Schritt unter Inertgasbedingungen pyrolysiert. Der dabei entstehende zelluläre oder poröse Kohlenstoff-Formkörper (C-Template) wird anschließend mit flüssigem Silicium infiltriert. Das Silicium reagiert dabei mit dem Kohlenstoff zu

Siliciumcarbid. Je nach Ausgangswerkstoff und Prozessführung lassen sich dichte oder poröse (Si-O) SiC-Keramiken hersteilen, die sehr unterschiedliche Mikrostrukturen - und damit auch sehr unterschiedliche Eigenschaften - aufgrund der variablen Gefügegestaltung aufweisen.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante eines Verfahrens zum Auftragen des hartstoffhaltigen Verbundstoffs oder des metallkeramischen Verbundwerkstoffs kann eine Gasphasenabscheidung durch Bedampfen, Sputtern, lonenplattieren, thermisch-chemische Gasphasenabscheidung, plasma-aktivierte chemische Gasphasenabscheidung, photonenaktive chemische Gasphasenabscheidung oder laser-induzierte chemische Gasphasenabscheidung erfolgen. Eine elektrochemische Abscheidung als Auftragsvariante des hartstoffhaltigen

Verbundstoffs oder des metallkeramischen Verbundwerkstoffs kann durch kathodische Abscheidung, anodische Abscheidung oder Elektrophorese erfolgen. Das Auftragen des ha rtstoff haltigen Verbundwerkstoffs durch chemische Abscheidung erfolgt durch stromlose Abscheidung, Verdrängungsreaktion, homogene Präzipitation, Sprühpyrolyse, Chromatieren, Phosphatieren, Nitrieren,

Karbonieren oder Borieren.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante zum Auftragen einer Beschickung mit einem harnstoffhaltigen Verbundstoff erfolgt als thermisches Spritzverfahren durch Flammspritzen, Explosionsspritzen, Lichtbogenspritzen, Plasmaspritzen oder Plasmaspritzen im Vakuum oder durch Auftragsschweißen insbesondere als Flammschweißen, Lichtbogenschweißen, Stromwärme, Plasmaschweißen, Plasmapulverschweißen, Plasma-Metallschweißen mit Intertgas (MIG), Plasma- Heizdraht Schweißen oder Laserstrahlschweißen.

Im Folgenden werden einige ausgewählte vorteilhafte Auftragsverfahren der Be- Schichtung auf das erfindungsgemäße metallische Bauteil oder eines Bauteils eines Beschlags näher beschrieben:

Die Beschichtung durch elektrochemische Abscheidung kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. So kann die kathodische Abscheidung beispielsweise durch Eintauchen des Bauteils in einen wässrigen Elektrolyten, einen nicht- wässrigen Elektrolyten oder einen Schmelzflusselektrolyten erfolgen, in welchen Hartstoffteilchen kolloidal gelöst sind.

Alternativ können auch Dispersionsschichten durch kathodische Abscheidung auf der Oberfläche des metallischen Bauteils oder eines Bauteils eines Beschlags aufgebracht werden. Somit kann beispielsweise eine Metallschicht mit homogen verteilten Hartstoffeinlagerungen gebildet werden. Bei diesem Auftragsverfahren liegen Hartstoffteilchen zunächst dispers gelöst in einer Metallionenlösung vor. Kommt es zum Abscheiden einer metallischen Schicht auf der Oberfläche eines metallischen Bauteils für einen Beschlag, so werden die dispers gelösten Hartstoffteilchen zusammen mit der Metallschächt abgeschieden und in dieser Schicht eingelagert.

Die Abscheidung durch Elektrophorese kann beispielsweise durch eine Elektro- Tauchlackierung erfolgen. Dieses Verfahren ermöglicht das Lackieren von leitfähigen Oberflächen. Ein Lackfilm wird in einem Tauchbad aus einer wässrigen Lackdispersion durch die Wirkung von elektrischem Gleichstrom auf der Oberfläche des darin eingetauchten metallischen Bauteils, beispielsweise eines Beschlags oder Beschlagsbauteils, abgeschieden. Dabei wird das Lackiergut als Anode geschaltet. Bei Stromfiuss koaguliert die Lackdispersion, die ionisch stabi- lisierte Lackteilchen enthält, in der sauren Grenzschicht und bildet einen gut haftenden Lackfilm, der nach dem Aushärten bei 120 - 200 °C hart und korrosionsbeständig ist. Durch homogene Präzipitation kann alternativ eine hartstoffhaltige Schicht gebildet werden. Bei dieser Methode der Beschichtung scheidet sich ein Niederschlag auf der Oberfläche des metallischen Bauteils, beispielsweise des Beschlags, ab. Dieser Niederschlag kann anschließend durch thermische Behandlung oder Bestrahlung zusätzlich verdichtet werden

Alternativ kann der Auftrag der hartstoff haltigen Schicht als flüssige Dispersion oder Lösung mittels Sprühpyrolyse erfolgen. Dabei wird die flüssige Dispersion oder die flüssige Lösung durch einen Zerstäuber in Mikrotröpfchen aufgeteilt, welche auf die Oberfläche des metallischen Bauteils gelangen. Dabei ist das Bau- teil beheizt. Bei wässrigen Dispersionen oder Lösungen beträgt die Temperatur des Bauteils zumindest 95 °C. Gelangen die Mikrotröpfchen auf die Oberfläche des Bauteils, so werden sie diese aufgrund der erhöhten Temperatur der Oberfläche schlagartig trocknen und bei höheren Temperaturen von über 500 °C ggf. pyrolisiert Dispergierte Hartstoffteilchen werden dabei auf der Oberfläche abge- schieden, wobei sich aus den gelösten Anteilen der Lösung eine keramische Matrix bildet, in der diese Hartstoffteilchen eingelagert sind. Alternativ können sich die Hartstoffe in der keramischen Schicht erst während der Pyrolyse, ebenso wie die Keramikschicht, aufgrund von Reaktionen bilden. Die hartstoffhaltige Verbundstoffschicht kann in einem Chromatierungsverfahren auf die Oberfläche des metallischen Bauteils, beispielsweise des Beschlags oder des Beschlagsbauteils, aufgebracht werden, indem ein Verbundstoff mit hohem Chromanteil, vorzugsweise mit einem Massenanteil von mindestens 20 % _f auf die Oberfläche aufgetragen wird. Aufgrund des Chromanteils bildet sich eine Passi- vierungsschicht aus, die wegen des zusätzlichen Hartstoffgehaltes besonders kratzfest und hart ist. Das Chromatieren kann durch Schwarzverchromen, Hartverchromen und besonders bevorzugt durch Glanzverchromen erfolgen, wodurch zusätzlich eine metallic-Optik des beschichteten Bauteils erreicht wird. Alternativ kann die Ausbildung einer hartstoffhaltigen Beschichtung durch Behandlung eines metallischen Bauteils, beispielsweise eines Beschlags, aus Stahl oder Gusseisen derart erfolgen, dass das Bauteil mit einer Alkaliphosphatlösung benetzt wird, die kolloidal gelöste Hartstoffteilchen aufweist. Dabei kommt es zur Ausbildung einer Beschichtung eines Verbundwerkstoffes aus unlöslichen Eisen- phosphaten als eine Konversionsschicht, die Einschlüsse von die Hartstoffteil- chen aufweist. Diese verleihen der Konversionsschicht einen erhöhten Härtegrad. Diese Konversionsschichten ermöglichen einen kurzfristig wirksamen Korrosionsschutz und zumindest den mehrmonatigen Transport des Beschlages auf dem Seeweg bei salzhaltiger Atmosphäre und bei kurzzeitigem Kontakt mit aggressi- verri Meerwasser. Allerdings empfiehlt es sich zur Verbesserung des Korrosionsschutzes, die Konversionsschicht zusätzlich mit Polymeren oder insbesondere mit einer keramischen oder metallischen Schicht zu versehen, wobei die mikroporöse Oberfläche der zusätzlichen Schicht einen besseren Haftuntergrund bietet, als dies durch herkömmliche Abrasivbehandlung der Fall ist.

Eine Abrasivbehandlung der Metallphosphat-Konversionsschicht, als eine Art Hartmetallschicht, kann jedoch die Haftung der zusätzlichen Schicht ergänzend zu der mikroporösen Oberfläche weiter erhöhen. Daher kann vorteilhaft eine Abrasivbehandlung derart erfolgen, dass eine Aufrauhung der Konversionsschicht vorgenommen wird, unter Verhinderung eines vollständigen Abtragens der phos- phathaltigen Hartmetallschicht.

Alternativ kann eine Bildung einer hartstoffhaltigen Verbundwerkstoff- Beschichtung auf dem metallischen Bauteil derart erfolgen, dass durch Nitrierung ein Hartmetall gebildet wird, welches zugleich in einen Verbundstoff eingebettet wird. in einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante wird eine hartstoffhaltige Ver- bundwerkstoffbeschichtung aufgetragen indem eine mehrstufige Prozessschritt- abfolge eingehalten wird. Ausgehend von einem metallischen Bauteil vorzugsweise aus Stahl oder Gusseisen, erfolgt zunächst das Einbringen von Nitrid- Hartstoffteilchen in die Metallmatrix durch das sogenannte Salzbadnitrier (Tenifer- )Verfahren. Bei diesem Verfahren diffundiert in einer Salzschmelze, beispielsweise aus Kaliumcyanidsalz, bei ca. 580 °C Stickstoff und teilweise Kohlenstoff in die Bauteiloberfläche ein. Durch dieses Verfahren bildet sich eine Hartmetallschicht mit einer Schichtdicke von etwa 10-30 μηη aus. Die Salzbadtechnik zeichnet sich dabei durch kurze Behandlungsdauer, enge Temperaturtoleranzen und reproduzierbare Qualitätsstandards aus. Bei Kontakt der metallischen Oberfläche mit der Cyanidsalzschmelze kommt es zur Ausbildung von Metallnitriden. Diese Metailnitride, vorzugsweise Eisennitride, können als Hartstoffe definiert werden. Somit kommt es bei Kontakt der metallischen Oberfläche mit der cyanidhaltigen Lösung zur Ausbildung von Metallnitrid- Hartstoffen in einer Metallmatrix als eine Variante eines hartstoffhaltigen Ver- bundstoffs als Hartmetall. Dabei ist eine Hartmetallschicht eine hartstoffhaltige Verbundstoffschicht im Sinne der Anmeldung und keine Hartstoffbeschichtung, da eine Hartmetallschicht eine geringere Sprödigkeit aufgrund der Duktilität der Metallmatrix aufweist als eine reine Hartstoffbeschichtung.

Zur Verbesserung der Härte der Verbundstoffbeschichtung kann die

metallnitridhaltige Hartmetallschicht zusätzlich mit einer weiteren Schicht aus Keramikmaterial versehen werden, die sich mit der Hartmetallschicht zu einem härteren hartstoffhaltigen Verbundwerkstoff verbindet. Das Verbinden beider Schichten kann durch ein Sinterverfahren unterstützt werden.

Zu einer besseren Anhaftung der zusätzlichen Schicht auf der Hartmetallbe- schichtung empfiehlt sich eine zusätzliche abrasive Oberflächenbehandlung der Hartmetallbeschichtung vor dem Aufbringen der weiteren zusätzlichen Schicht aus Keramikmateriat, wodurch das Ineinanderdiffundieren beider Schichten unter Ausbildung eines neuen hartstoffhaltigen Verbundwerkstoffes zusätzlich verbessert wird. Eine derartige Ausbildung eines hartstoffhaltigen Verbundwerkstoffes ist besonders bevorzugt, da die Hartstoffe durch Reaktion mit einem stickstoffhaltigen Reaktionspartner direkt auf der Oberfläche des metallischen Bauteils gebildet werden und somit besser auf der metallischen Oberfläche anhaften als Fremdsubstanzen, die zusätzlich auf das Bauteil aufgetragen werden.

Als Reaktionspartner kommen neben Cyanidverbindungen auch andere nitridbildende Stickstoffverbindungen, wie beispielsweise Ammoniak in Frage.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird ein metallisches Bauteil einer Ammoniakatmosphäre ausgesetzt, wobei es zur Ausbildung einer Metailnit- rid-Hartstoffbeschichtung kommt und anschließend erfolgt die BeSchichtung, mit einem organischen oder anorganischen Material unter Ausbildung eines hartstoffhaltigen Verbundstoffs.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird eine Metallnitrid- Hartstoffbeschichtung durch ein Plasmanitrieren erzeugt und anschließend beispielsweise mit einer Keramikschicht versehen. Dabei wird das Nitrierverfahren in einem Vakuumofen bei etwa 400 °C bis 600 °C durchgeführt, unter Verwendung eines ionisierten Gases. Das Plasmanitrieren läuft im Bereich der metastabilen Form einer Glimmentladung ab. Hierzu wird das Behandlungsgas durch eine ho- he Spannung (600 V bis 1 .000 V) und bei Unterdruck von einem nicht leitenden Gas in ein teilweise ionisierendes elektrisch-leitendes Plasma umgewandelt.

Sofern einzelne Bereiche des metallischen Bauteils von der Plasmanitrierung nicht erfasst werden sollen, so zum Beispiel die Laufbahnen 8 der zuvor beschriebenen Auszugsführung 1 , so können diese Bereiche mit einer Kupferpaste eingestrichen werden.

Neben der Verwendung von Nitriden als Hartstoffkomponenten in dem Verbund- stoff können auch Mischverbindungen aus Kohlenstoff- und Stickstoffmetall- Spezies als Hartstoffe verwendet werden.

Durch ein als Karbonitrier- Verfahren bei Temperaturen zwischen 700 °C und 1.000 °C statt, kann eine Mischverbindung aus Metallkarbiden und Metallnitriden in die Metallmatrix der Oberfläche des metallischen Bauteils eingelagert werden und sich dadurch ein Hartmetall-Verbundstoff ausbilden. Auf diese Oberfläche wird im Anschluss eine zusätzliche Schicht aufgebracht, beispielsweise aus Keramik, wobei es zur Ausbildung einer neuen hartstoffhaltigen Verbundstoffkombi- nation kommt. Der so entstandene Verbundwerkstoff enthält Metailkarbide und Metallnitride und ist als vorwiegend keramische Beschichtung ausgebildet.

Auch bei einem Härteverfahren der Borierung kommt es zur Ausbildung einer Hartstoffbeschichtung, wobei ein elementares Bor in Pulver- oder Pastenform auf das metallische Bauteil aufgebracht wird und anschließend auf eine Temperatur von 800 °C bis 1.000 °C aufgeheizt wird. Nach der Ausbildung der boridhaltigen Hartmetallschicht, beispielsweise aus Eisenboriden, erfolgt das Aufbringen und vorzugsweise anschließendes Sintern einer zusätzlichen Schicht z.B. aus Keramik. Weiterhin kann das Auftragen eines hartstoffhaltigen Verbundwerkstoffs durch thermische Spritzverfahren erfolgen.

Dabei wird die Zusammensetzung der Beschichtung des Verbundwerkstoffs bereits vor dem Auftragen entsprechend zusammengestellt und anschließend durch Fiammspritzen, insbesondere Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, Explosionsspritzen, Lichtbogenspritzen, Plasmaspritzen oder Plasmaspritzen im Vakuum auf die Oberfläche des Bauteils aufgebracht. Alternativ zu einer bereits im Vorfeld zusammengestellten Mischung aus Hartstoffen mit anorganischen oder organischen Materialien, können sich die entsprechenden Hartstoffe alternativ auch erst während des thermischen Spritzens, beispielsweise durch Oxidationsreaktionen, bilden.

In einem weiteren Auftragsverfahren wird die Verbundstoffmischung durch ein Auftragsschweißen auf die Oberfläche des Bauteils aufgebracht. Dies kann u. a. durch Flammschweißen, Lichtbogenschweißen, Stromwärme, Plasmaschweißen, Plasmapulverschweißen, Plasma-Metall-Inertgasschweißen, Plas- ma-Heißdrahtschweißen oder durch Laserstrahlschweißen realisieren.

Beim Lichtbogenschweißen kann insbesondere das Lichtbogenschweißen mit Wolfram-Inertgas (WIG), Metall-Inertgas (MIG), Metall-Aktivgas (MAG) und Unterpulver (UP) angewandt werden.

Der Auftrag durch Stromwärme kann durch Elektroschlacke aufgebracht werden.

In einer weiteren Ausführungsvariante kann die hartstoffhaltige Verbundwerk- stoffbeschichtung durch physikalische oder chemische Gasphasenabscheidung auf das metallische Bauteil eines Beschlages aufgebracht werden.

Bei der physikalischen Gasphasenabscheidung kann u. a. das Auftragen durch Bedampfen, Sputtern (z, B. mit einem Dioden-System, lonenstrahi-System, Trioden-System oder Magnetron-System) erfolgen.

In einer weiteren Ausführungsvariante erfolgt das Auftragen der Verbundstoff- beschichtung durch stationäre Glimmentladung (DC-Glimm-Entladung, durch Hochfrequenz-Glimm-Entladung, durch Magnetron-Glimm-Entladung, durch Hohikathoden-Bogen-Entladung, durch einen lonen-Cluster-Strahl und durch thermische Bogen-Entladung). Bezugszeichenliste

1 Auszugsführung

2 Führungsschiene

3 Mittelschiene

4 Laufschiene

5 Klammer

6 Wälzkörper

7 Wälzkörperkäfig

8 Laufbahnen

9 Laufbahnen

10 Stopfen

11 Haltebolzen