AT103484B - Verfahren zur Verhinderung des Verschlackens von Roststäben, Rostflächen usw. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Verhinderung des Verschlackens von Roststäben, Rostflächen usw. 



   Es ist bekannt, das Verschlacken von Roststäben,   Rostflächen   usw. unter Erhöhung ihrer Feuer-   beständgkeit dadurch   zu verhindern, dass man s : e an denjenigen Stellen, an denen sie den Einflüssen der Hitze und der Schlacken ausgesetzt s'nd, mit einer na. eh dem   MetallspritzverfaJiren hergestellten   Schicht von Aluminium versieht, und sie dann langsam auf eine der Schmelztemperatur des Grundstoffes der Werkstücke sich nähernde Temperatur erhitzt. Man ging dabei von dem Gedanken aus, dass durch 
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 dem Aluminium und dem Grundmetall stattfände. Dies ist aber ein Trugschluss.

   Das in kaltem Zustande auf das Werkstück aufgespritzte Aluminium ist stark porös und, da, das Aluminium leicht oxydierbar ist, nimmt diese poröse Aluminiumschicht bei der Nachbehandlung durch Wärme begierig Sauerstoff auf und verwandelt sich in Aluminiumoxyd, das seinerseits auf dem überzogenen Gegenstand nur lose haftet. Bei der Abkühlung eines so überzogenen und erhitzten Werkstückes springt der Überzug meistens schnell ab, zumal, wenn das Werkstück den mechanischen Beanspruchungen in der Feuerung, insbesondere den Einwirkungen des Schürhakens, ausgesetzt wird. 



   Es ist nun zwar weiter bereits vorgeschlagen worden, eine Legierung von   Metallüberzügen   mit dem Grundmetall durch nachträgliche Erhitzung des bespritzten Werkstückes in einer inerten, z. B. aus Stickstoff oder Wasserstoff bestehenden,   Gtmosphäre   zu erzielen. Auch ein derartiges Verfahren versagt aber bei Aluminium, abgesehen davon, dass es   ausserordentlich kostsplel'g und   kompliziert ist und ganz   besondere Vorsichtsmassregeln erfordert.   



   Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren,   welche ?   es gestattet,   Roststäbe   od. dgl. so mit einem   Aluminiumüberzug zu-versehen,   dass dieser unter inniger Legierung mit   dem Grundmetall   ausser-   ordentlich   fest haftet   und ausserdem noch die Oberfläche   der Werkstücke so hart macht, dass sie allen 
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 Roststäbe, einerlei welcher Zusammensetzung. 



   Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Aluminium nur dann zu einem absolut sicheren Haften, z. B. auf eisernen Werkstücken, zu bringen ist, wenn letztere vorher auf eine Temperatur gebracht werden, bei welcher das Aluminium zum Schmelzen kommt. 



   Die Vorwärmung eines zu bespritzenden Werkstückes ist an sich zwar bekannt, doch genügt für den vorliegenden Zweck diese an sich bekannte Massnahme der Vorwärmung des Werkstückes allein nicht. Es muss nämlich, wenn der mit der Erfindung anzustrebende Erfolg erreicht werden soll, noch weiter dafür Soige getragen werden, dass die Oberfläche des Werkstückes während der   Vorwärmung   sich nicht oxydiert ; denn nur dann findet ein Zusammenfliessen des auf das warme Werkstück aufgespritzten Aluminiums mit dem   Grundmeta. 11 des Werkstückes statt. Theoretisch   liesse sich diese Oxydation zwar auch in der bei der Nacherhitzung bekannten Weise dadurch verhindern, dass die Vorwärmung des Werkstückes in einer indifferenten Gasatmosphäre stattfände.

   Praktisch ist dieser Weg aber nicht oder nur mit ausserordentlichen Schwierigkeiten gangbar ; denn, abgesehen davon, dass er die mit der Verwendung einer indifferenten Gasatmosphäre verbundenen, bereits oben erwähnten Übelstände besitzt, müsste dann auch noch dafür Sorge getragen werden, dass auch das Aufspritzen des Aluminiums innerhalb dieser Atmosphäre stattfindet, u. zw. ehe das Werkstück wieder mit Luft in   Berührung   gekommen ist und dadurch oxydiert wird. 



   Die Erfindung   besehreitet   daher einen ändern Weg. Gemäss ihr wird zunächst auf das   Werkstück   in kaltem Zustande ein dünner Aluminiumüberzug aufgespritzt, der gerade so dick ist, dass er die Oberfläche des Werkstückes gegen Oxydation zu schützen vermag. Dann wird das provisorisch überzogene   Werkstück   erhitzt, u. zw. bis auf etwa   8000 C,   d. h. auf eine Temperatur, die in der Nähe des Schmelzpunktes des Aluminiums liegt. Wenn bei dieser Erwärmung auch die provisorische Aluminiumschicht sich tielweise in Aluminiumoxyd verwandelt, so ist das unschädlich, da auch diese Aluminiumoxydschicht, zumal, da sie ja, mechanisch nicht weiter beansprucht wird, ihren Zweck, das Grundmetall gegen Oxydation zu schützen, erfüllt.

   Wird dann in diesem warmen Zustande des Werkstückes die endgültige Aluminiumschicht in der erforderlichen Stärke aufgetragen, so verbindet sich diese Aluminiumschicht   innig mit   dem Grundmetall, da die provisorisch aufgespritzte, poröse und dünne Aluminiumschicht von den Teilchen der endgültigen durchschlagen wird und etwaige Oxyde der provisorischen Aluminiumschicht beiseite gedrängt und durch Einhüllen oder sogar Reduktion   unschädlich   gemacht werden. Nachdem alsdann die endgültige Aluminiumschicht in genügender Dicke aufgespritzt ist, findet die bekannte Nachbehandlung statt, indem das bespritzte Werkstück durch erneute Erhitzung oder Erhöhung seiner Temperatur bis auf 1000  C und darüber behandelt wird.

   Da jetzt eine innige gegenseitige Berührung des Grundmetalles und des aufgespritzten Aluminiums vorhanden ist, tritt eine gleichmässige Legierung 

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 heider Metalle in ganzer Ausdehnung ein, und es lassen sich auf diese Weise Legierungen fast beliebiger Zusammensetzung zwischen dem Grundmetall und dem Aluminium durch geeignete Wahl der aufgespritzten Aluminiummenge und der Temperaturen der Nachbehandlung herstellen. 



   Unter Umständen kann die Nacherhitzung auch wegbleiben, dann nämlich, wenn die Werkstücke während ihres betriebsmässigen Gebrauches sowieso einer genügenden   Erwärmung   ausgesetzt sind, die, wenn sie lange genug dauert, auch   10000 C nicht zu erreichcn braucht.   



   Untersucht man nun aber nach dem beschriebenen neuen Verfahren behandelte   Werkstücke   mittels des Mikroskops, so zeigt sich, dass der Aluminiumüberzug zwar immer dann, wenn das Grundmetall Stahl oder Sehmiedeeisen ist, mit diesem in ganzer Ausdehnung eine eine inn'ge Verbindung herstellende Legierung eingeht, dass aber seine Haftung, wenn das Grundmetall Gusseisen ist, an gewissen Stellen der   Werkstückobeifläehe   nicht ganz vollkommen ist.

   Hieraus kann der Schluss gezogen werden, dass gusseiserne Werkstücke Stellen besitzen, an denen freier Kohlenstoff in grösseren Mengen vorhanden   bt   der eine Legierungsbildung verhindert und so Ungleichmässigkeiten in der Haftung des Überzuges hervorruft. 
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 Wasserstoff, insbesondere in Form von   Leuchtgas,   geeignet, der sich mit Kohlenstoff zu Kohlenwasserstoff verbindet, ebenso aber auch Stickstoff, der Zyangas bildet, oder auch Ammoniak. Es genügt, wenn die Oberfläche des Werkstückes entkohlt wird, da ja nur diese sich mit dem Überzug legieren soll. Das Ausglühen der   Werkstücke   kann entweder in unbespritztem Zustande oder gegebenenfalls auch erst dann geschehen, wenn die erste dünne Aluminiumschicht aufgespritzt ist.

   In letzterem Falle muss aber das   Ausglühen   sehr genau geregelt und dafür gesorgt werden, dass die Temperatur sich nur langsam 
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 es als erstes Stadium mit dem sowieso erforderlichen Erhitzen bis auf die Schmelztemperatur des Aluminiums verbunden werden kann. 



   "Bemerkt wird noch, dass es allerdings bekannt ist (österr. Patent Nr. 80623), festhaftende, dichte Bleiüberzüge auf Metallunterlagen durch Spritzen dadurch herzustellen, dass man auf die Unterlage zunächst eine   Zinkschicht   nach irgendeinem bekannten Verfahren aufbringt, sodann den Gegenstand erwärmt und Blei aufspritzt, worauf man abermals erwärmt.

   Doch unterscheidet sich dieses Verfahren von demjenigen der Erfindung einmal durch den Zweck, da. mit ihm nur dichte   Bleiüberzüge   hergestellt werden sollen, anderseits aber auch dadurch, dass die   Hilfsmetflllschichte   eine von der endgültigen Schicht 
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 Grundmetall gegen Oxydation zu schützen."
Ferner ist die   Oberflächenentkohlung   von zu verzinnenden oder zu   verzinkenden   Werkstücken mittels sauerstoffabgebender Körper in der Wärme bekannt. Von diesem bekannten Verfahren unterscheidet sich das der Erfindung dadurch, dass das zum Zwecke der Oberflächenentkohlung stattfindende   Ausglühen   in einer nicht oxydierenden Atmosphäre geschieht. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
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 spritzen eines   Aluminiumüberzuges   auf die Werkstücke und   nachträglicher Erwärmung   dieser, dadurch gekennzeichnet, dass die kalten Werkstücke zunächst mit einem dünnen, sie gegen Oxydation schützenden
Aluminiumüberzug versehen und dann bis auf die Schmelztemperatur des Aluminiums (etwa 800  C) erhitzt werden, worauf in diesem heissen Zustande die endgültige Aluminiumschicht aufgespritzt wird und die Werkstücke danach gegebenenfalls nochmals hoch erhitzt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke, soweit sie grössere Mengen von Kohlenstoff enthalten, von diesem oberflächlich durch Ausglühen in einer zweckmässig nicht oxydierenden Atmosphäre befreit werden, die mit Kohlenstoff zu gasförmigen Verbindungen sich umsetzende Bestandteile enthält oder aus solchen besteht.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausglühen nach Aufspritzen des ersten Aluminiumüberzuges geschieht und die Temperatur so langsam gesteigert wird, dass die gasförmigen Kohlenstoffverbindungen Zeit haben, vor der Verdichtung des Aluminiumüberzuges durch die Poren desselben zu entweichen.