DE800132C

DE800132C - Schmelzbad zum Aufkohlen und zur entkohlungsfreien Waermebehandlung von Staehlen

Info

Publication number: DE800132C
Application number: DEP16561A
Authority: DE
Inventors: Carl Albrecht
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1950-09-22

Description

Schmelzbad zum Aufkohlen und zur entkohlungsfreien Wärmebehandlung von Stählen In demn Patent 67o 246 ist ein Zeinentationsschnelzbad für Lisen, Stahl u. dgl. beschrieben, das aus nicht zementierend wirkenden Salzen, wie Alkali- und Erdalkaliclloriden, sowie aus solchen zementierend wirkenden organischen Stickstoffverbindungen, in denen kein Metall vorkommt und die sich bei den Zemnentierungstennperaturen nur langsam zersetzen, wie polymerisierte Blausäure, besteht. Es ist aus diesen Patent weiterhin bekannt, den Bädern außer den nnetallfreien organisehen Stickstoffverbindungen noch andere zementierend wirkende bzw. einer Entkohlung entgegenwirkende Stoffe, z. B3. fein verteilte Kohle, in geringen Mengen zuzusetzen.
Gemäß vorliegender Erfindung, die ein Zemnentationsschmnelzbad bzw. ein Bad zur Wärmebehandlung betrifft, wurde überraschenderweise gefunden, daß demn Bad als zementierend wirkende organische Stickstoffverbindungen vorteilhaft metallfreie, verhältnisniäßig leicht flüchtige Verbindungen des Kohlenstoffs und Stickstoffs, z. B. Anmoniumkarbonat, Annonitumformniat und Dicyandiamid, zugesetzt werden können. Die metallfreien, verhältnismäßig leicht flüchtigen Verbindungen werden in Mengen von etwa o, i bis 5 % und mehr zugesetzt. Die zementierend wirkenden Stoffe werden zusammen mit der fein verteilten Kohle bzw. anderen kohlenstoffhaltigen Substanzen, wie vor allem Holzkohle, gemischt und demn Zenentationsschmelzbad zugesetzt. Die Menge der kohlenstoffhaltigen bzw. Kohlenstoff liefernden Substanzen, wie fein verteilte Kohle, Holzkohle oder ähnliche Kohlearten, beträgt etwa 5 bis 2o °/o des Gewichtes der metallfreien stickstoffhaltigen flüchtigen Verbindungen.

Durch den Zusatz verhiiltnisniii13ig leicht flüchtiger metallfreier Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen an Stelle von z. B. polvnierisierter Blaus 'itire können gemiiß vorliegender Erfindung überraschenderweise leichter zugiingliche und billigere

Koh1(@nstoff-Stickstoff-Verhindungen verwendet

werden. ]s genügen schon außerordentlich geringe

11er(gen all Stickstoff- und kohlenstoffhaltigen Ver-

hindungen, um eine 1titkohlung zti verhindern.

l >ic Verwendung von verh<iltnistnäßig leicht

flüchtigen Verbindungen des Kohlenstoffs und

Stickstoffs in geringen Mengen an Stelle der bis-

her verwendeten zementierend wirkenden orgäni-

;;chen Stickstoffverbindungen, die sich mir lang-

satn zcr:;c:tzeti, war überr;ischend und durchaus

nicht naheliegend. In dem Patent 670246 wird

s(>gar voll derartigen leicht flüchtigen Stoffen ab-

geraten, da z. I3. ameisensaures Ammoniak sich

her(its b c; vei-liiiltnisrniißig niedrigen Temperaturen

rasch zersetzt, wodurch die

derartiger

Salze als zementierender Bestandteil schmelz-

flücsiger Salzbäder von vornherein ausgeschlossen

sei. Vberrasahenderweise hat sich dagegen gezeigt,

<1a13 diese flüchtigen Substanzen zusammen mit

k(>lilenstoffli<tlt:geli Körpern, wie Holzkohle u. dgl.,

sich mit Vorteil an Stelle der bisher verwandten

s(:hwer zersetzlichen Verbindungen, wie polymeri-

sierter Blausäure, verwenden lassen. Entsprechend

der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, daß

(las Schmelzbad zur Aufkohlung von kohlenstoff-

armen Stählen und zur entkohlungsfreien Wärme-

hehan(ilung von kohlenstoffreichen Stählen mög-

lichst frei von Oxyden und Carbonaten der Alkalien

und Erdalkalien oder solchen bildenden Stoffen ge-

haltt@n wird, was beispielsweise durch Zusatz gerin-

gc#r iNlengen von :2\nimotiiumelilorid geschehen kann.

Unter Uniständen ist es weiterhin von Vorteil, daß

(las Schmelzbad zum mindesten 50o seines Gewich-

tes an Erdalkalichlorid enthält. Das Salzschmelzbad

wird mit Vorteil zur Wärmebehandlung und Koh-

lung von Stählen usw. bei Teniperatureti zwischen

700' und 125o° C verwendet.

:\tiliercleill können für das vorliegende Zemen-

tationsschnielzbad, (las auch zur kohlungsfreien

Wärmebehandlung von kohlenstoffreichen Stählen

benutzt werden kann, solche Badbehälter verwendet

werden, die bei Cyanid enthaltenden Bädern, wie

sie bisher üblich waren, nicht benutzt werden konn-

ten. 1%s ist daher möglich, die Bäder entsprechend

der vorliegenden Erfindung in aus Schamotte her-

gestellten Wannen ohne Störung der die Kohlung

()der Entkohlung verhindernden Wirkung und ohne

Beschädigung des Wannenbaumaterials zu be-

treiben.

Dies bringt den Vorteil mit sich, daß man prak-

tisch Kohlungstemperaturen anwenden kann, die

bisher wegen mangelhafter Haltbarkeit der nietal-

lischen oder keramischen Tiegelbaustoffe nicht an-

\vendhar waren. Man kann derartige Kohlungs-

Iti(fer bei Temperaturen von 125o° C betreiben,

sofern (las Härtegut (fies zuläßt, und man erreicht

(tann die üblichen Kohlungstiefen in einer wesent-

lich kürzeren "Zeit als bisher.

Der Zusatz an leicht flüchtigen Stickstoffver-

bindungen im Gemisch mit Kohle oder kohleähn-

l:chen bzw. stark kohlenstoffhaltigen Substanzen

gescliielit zweckmüßig in kleinen Zeitabständen und

in kleinen Mengen. Man setzt z. B. dem .Bad alle

4 Stunden eine entsprechende Mischung in einer

Menge von o,5 % oder stündlich eine '\,lenge von

o,i% des Badgewichtes zu.

Beispiel1

In einem Stahltiegel wurde eine Schmelze fol-

gender Zusammensetzung eingeschmolzen:

5o Gewichtsteile Bariunichlorid,

25 - Natritinichlorid,

25 - Kaliunichlorid.

Dieser Schmelze wurde die folgende :Mischung

zugesetzt, und zwar in dstündigen Abständen

o,5 % des Badgewichtes:

9o Gewichtsteile IHartistoff,

io - Holzkohle.

Wurden in diese Schmelze bei (930° C Proben aus

unlegiertem Einsatzstahl 2 Stunden eingehängt, so

hatten sie nach dieser Zeit eine Einsatztiefe von

0,7 inm mit 0,3 mm eutektoideln Anteil. Werk-

stücke aus Werkzeugstahl, in dieselbe Schmelze

eingehängt, werden nicht aufgekohlt, doch wird

ihre Entkohlung verhindert. Sie zeigten nach der

Erwärmung in dieseln Bad mit darauffolgendem

Abschrecken eine silberblanke, glasharte, nicht feil-

bare Oberfläche.

Beispie12

In einem Stahltiegel wurde eine Schmelze fol-

gender Zusammenstellung eingeschmolzen:

5 Gewichtsteile Calciumchlorid,

45 - Natriunichlorid,

50 - Kaliunichlorid.

Dieser Schmelze wurde alle 4 Stunden in einer

Menge von '/z 0/0 (ICs Badgewichtes folgende

Mischung zugegeben:

9o Gewichtsteile :ymtnonitilncarbotiat,

10 - Tierkohle,

1 - Amrnoniumdhlorid.

In diese Schmelze wurden Proben aus Einsatzstahl

bei fjoo°.C 2 Stunden lang eingehängt. Sie zeigten

eine Einsatztiefe von o,4 niln bei einem eutektoiden

Anteil von 0,2 nim.

Beisliie13

In einem schamotteausgeinauerten Elektroden-

ofen wurde eine Schmelze aus reinem Barium-

chlorid eingeschmolzen. Dieser Schmelze wurde

stündlich in einer Menge von 0,2 % des Bad-

gewichtes folgende Mischung zugegeben:

io Gewichtsteile Dicyandialnid,

i - Holzkohle.

Eine Probe aus Einsatzstahl zeigte bei 1200° C in

2 Stunden eine l,ilisatztiefe von 2 mm bei einem

eutektoiden Anteil von o,4 mm.

Claims

PATEN TA NSPRÜCHE: i. Schmelzbad zur Aufkohlung von kohlen- stoffarmen Stählen bzw. zur entkohlungsfreien Wärmebehandlung von kohlenstoffreichen Stäh- len, bestehend aus nicht zementierend wirken- den Stoffen, wie Alkali- und/oder Erdall:ali- chloriden, dein etwa o, i bis 5% metallfreie, zementierend wirkende, verhältnismäßig leicht flüchtige Verbindungen des Kohlenstoffs und des Stickstoffs, einzeln oder in beliebiger Kornbi-

nation, und dem gleichzeitig kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffliefernde Substanzen in Mengen von etwa 5 bis 2o o/o des Gewichtes der metallfreien, zementierend wirkenden flüchtigen Stickstoffverbindungen zugesetzt sind.
2. Schmelzbad nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als leicht flüchtige Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen Ammoniumcarbonat, Ammnoniumnformniat, Harnstoff oder Dicyandiamnid verwendet werden.
3. Schmelzbad nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, laß als kohlenstoffhaltige Substanzen fein verteilte Kohle, Holzkohle oder andere kohleartigen Stoffe verwendet werden.
4. Schmelzbad nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es von Oxyden und Carbonaten der Alkalien und Erdalkalien oder solche bildenden Stoffen, beispielsweise durch Zusatz geringer Mengen Ammoniumchlorid, frei gehalten ist.
5. Schmelzbad nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens 5 % des Gewichtes der Salzschmelze an Erdalkaliohloriden enthält.
6. Schmelzbad nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Wärmebehandlung und Kohlung von Stahl auf Temperaturen zwischen 700 und 125o° C gehalten ist. Die Verwendung von Badl)ehältern aus keramischen Werkstoffen für das Schmelzbad nach den Ansprüchen i bis 6.