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Verfahren zum Zementieren von Gegenständen aus Eisen, Stahl und ihren Legierungen.
Die Erfindung bezieht sich auf die Zementierung von Gegenständen aus Eisen, Stahl und deren Legierungen in Cyanide enthaltenden Schmelzen. Dieses Verfahren wurde bisher in der Technik allgemein bei Temperaturen unterhalb 860 C durchgeführt, da bei Überschreitung dieser Temperaturgrenze eine übermässig schnelle Zersetzung der Cyanide sich bemerkbar machte und hiedurch ein lästiges Aufschäumen, nicht selten mit explosionsartiger Wirkung, verursacht wurde.
Es wurde ! un gefunden, dass man diese Schwierigkeiten vermeiden und sich bedeutsamer Vorteile versichern kann, wenn man auf der Oberfläche des Schmelzbades Deckschichten vorsieht, welche die Schmelze gegen die Luft abschliessen, und bei Temperaturen oberhalb 900 C arbeitet, mit der Massgabe, dass die Beheizung des Schmelzbades unter Vermeidung örtlicher Überhitzungen durchgeführt wird. Die Beheizung des z. B. aus Stahl, Edelstahl od. dgl. bestehenden Schmelztiegels hat im Sinne der Erfindung derart zu erfolgen, dass der Tiegel von den Heizgasen allseitig und möglichst gleichmässig, unter Vermeidung von Wärmestauungen, Stichflammen u. dgl., umspült wird.
Für die Bildung der Schutzschicht auf der Badoberfläche kommen insbesondere solche Substanzen in Betracht, welche befähigt sind, mit dem Sauerstoff der Luft bei den herrschenden Temperaturen zu reagieren, beispielsweise unter Bildung gasförmiger Oxydationsprodukte. Die Abdeckung der Oberfläche kann z. B. mit Hilfe von Graphit oder andern geeigneten, an der Badoberfläche bleibenden Kohlensorten geschehen. Als besonders geeignet hat sich hiefür sogenannter Schuppengraphit erwiesen.
Weitere Untersuchungen haben ergeben, dass man auch durch Zusatz feinverteilter kohlenhaltiger Materialien, wie Holzkohle, Tierkohle od. dgl., oder von solchen Stoffen, die bei den zum Zementieren erforderlichen hohen Temperaturen Kohle zu liefern vermögen, wie z. B. hochmolekulare organische Verbindungen, z. B. Kohlenwasserstoffe u. dgl., dem lästigen Überschäumen entgegenwirken und damit bei höheren Temperaturen als den bisher üblichen arbeiten kann. Es hat sich dabei gezeigt, dass man bei Mitwirkung derartiger, in der cyanidhaltigen Schmelze feinverteilter Zusatzstoffe auch dann bei Temperaturen oberhalb 900 C arbeiten kann, wenn die Beheizung des Schmelzkessels nicht den oben aufgestellten Anforderungen hinsichtlich der Vermeidung örtlicher Überhitzungen entspricht.
Beispielsweise wurde bei aus Natriumcyanid, Soda und Kochsalz bestehenden Bädern, welche bei 860 C überschäumten, nach Zusatz feinverteilter Kohle trotz Erhitzung auf Temperaturen von 950 bis 10000 C und noch darüber hinaus ein Überschäumen nicht beobachtet.
Im übrigen kann die Zementierung in an sich bekannter Weise durchgeführt werden.
So erweist es sich beispielsweise als vorteilhaft, bei einer Verarmung des Schmelzbades an Cyanid dem Bad ausser feinverteiltem kohlenstoffhaltigen Material Cyanamide der Alkalien oder Erdalkalien, z. B. Natriumcyanamid, zuzusetzen, das sich mit einem Teil der anwesenden feinverteilten Kohle allmählich zu Cyanid umsetzt und gleichzeitig auch. die Schmelze dünnflüssig macht.
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Die Erfindung bietet sehr erhebliche technische Vorteile. Vergleichende Versuche haben z. B. ergeben, dass bei gleichlänger Behandlungsdauer bei Anwendung einer Temperatur von 950 C der Kohlenstoff etwa dreimal so tief in das Eisen eingedrungen war als beim Arbeiten mit einem Bad genau gleicher Zusammensetzung bei etwa 850 C.
Es ist bereits bekannt, bei der sogenannten. Einsatzhärtung mit Härtungsmitteln in fester Form unter Anwendung oberhalb 900 C liegender Temperaturen zu arbeiten, wobei allerdings der Nachteil der Kornvergröberung in Kauf genommen werden muss. Überraschenderweise tritt die zu befürchtende Kornvergröberung bei vorliegendem Härteverfahren nicht in Erscheinung, ein Erfolg, welcher wohl auf die ausserordentlich kurze Behandlungsdauer zurückzuführen ist.
Man kann nämlich durch vorliegendes Verfahren Härtetiefen, welche bei der Einsatzhärtung nur durch 12#15 stündige Behandlungsdauer erreichbar sind, bereits in weniger als zwei Stunden erzielen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Zementieren von Gegenständen aus Eisen, Stahl und ihren Legierungen in Cyanide enthaltenden Schmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Schmelzbades durch Deckschichten, vorzugsweise solchen, welche, wie z. B. Schuppengraphit, die Eigenschaft haben, mit der Luft zu reagieren, abgeschlossen und die Zementierung bei Temperaturen oberhalb 900 C unter Vermeidung örtlicher Überhitzungen, wie Wärmestauung, Stichflamme u. dgl., durchgeführt wird.