150 Prakt. Met. Sonderband 46 (2014) 
Da oftmals komplex geformte Bauteile einsatzgehärtet werden und der Stoffübergang während « 
beim Aufkohlvorgang stark von der Geometrie beeinflusst wird, ist eine Bestimmung der Abschrec! 
Kohlenstoffverteilung an schwer zugänglichen Bauteilstellen wünschenswert. 
Die Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) ist ein Verfahren zur Analyse der 
chemischen Zusammensetzung der Oberfläche [4]. Dabei wird der Werkstoff mit 
Primärionen beschossen und die Oberfläche im lonenstrahl zerstäubt. Die so aus der 
Oberfläche ausgelösten Sekundärionen können nachfolgend analysiert werden und es 
sind Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung möglich. Vorteilhaft bei diesem 
Verfahren ist die geringe Größe des lonenstrahls (< 1um, [4]). Dadurch werden nur wenige 
Mikrometer der Oberfläche analysiert. In der Regel liefert das Verfahren nur Informationen 
über den atomaren Aufbau der obersten 1-3 Atomlagen eines Festkörpers und besitzt eine 
Lateralauflösung von wenigen hunderten Nanometern [4, 5]. Dadurch ergibt sich die 
Möglichkeit Kohlenstofftiefenprofile an Querschliffen mittels einer Linienanalyse zu 
messen [5]. Somit kann eine Analyse unabhängig von der Bauteilgeometrie erfolgen. 
Selbst an schwerzugänglichen Bauteilstellen, wie beispielsweise dem Zahngrund eines 
Zahnrades oder auch der Flanke eines Zahnes, sind Analysen möglich. Voraussetzung für 
die Anwendung dieser Analysetechnik ist die kohlenstofffreie Präparation der Proben. 
In der hier vorliegenden Arbeit wird eine kohlenstofffreie Präparationstechnik vorgestellt, 
die es ermöglicht, den thermochemisch eingebrachten Kohlenstoff mit SIMS-Messungen 
nachzuweisen. Beispielhaft wurden an einem FZG-Zahnrad Kohlenstofftiefenprofile für die 
Stirnseite aufgenommen. Zum Nachweis der Tauglichkeit des SIMS-Verfahrens wurden 3. EXPE 
auch Messungen mit der optischen Emissionsspektrometrie durchgeführt. 
Bei Anw 
Kohlensto 
2. WERKSTOFF, PROBENGEOMETRIE UND PROBENZUSTAND dass der | 
aus der P 
In dieser Arbeit wurde das kommerziell erhältliche, wasserverdüste, vorlegierte und nicht ein 
kohlenstofffreie Basispulver Astaloy 85 Mo des Herstellers Hoganis AB mit Graphit kohlensto 
versetzt und Uber die pulvermetallurgische Route zu Zahnradern mit einer Dichte von einem hal 
7,4 g/cm® gesintert. Die chemische Zusammensetzung der Zahnräder ist in Tabelle 1 Probe auf 
gegeben. Die Zahnradgeometrie entspricht der FZG-Geometrie aus Bild 1. war (vgl. * 
(vgl. Tabe 
[Ma%] |oasis [0,246 10,866 [0,128 [0,038 JU,037 10,026 | Fohn. 
Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung der Zahnrader. 
F 
Bild 1: Veranschaulichung der FZG Zahnrad-Geometrie. 
Als letzte 
Nachfolgend wurden die Zahnräder am IWT Bremen unter Nutzung eines zweistufigen kohlenstof 
Gasaufkohlprozesses einsatzgehartet. Die Aufkohltemperatur lag dabei bei 940 °C. Der 20mm |