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Verfahren zur Erzeugung einer besonders hitzebeständigen Schutzschicht auf Werhstiieken aus
Eisen durch Zementieren.
Es sind die verschiedensten Verfahren zur Erzeugung einer Schutzschicht auf Eisen (Stahl) bekannt, u. zw. auch im Wege des Zementieren, wobei insbesondere ein Zusatz von Aluminium die Hauptrolle spielt. Das mit Aluminium und meistens auch mit anderweitigen Beigaben umgebene Eisen wird also in einem geschlossenen Behälter erhitzt.
Solche Schutzschichten werden dann besonders hitzebeständig, wenn eine reine Mischung von pulverisiertem Aluminium und pulverisiertem metallischen Silizium ohne Beigabe von andern reaktionsfähigen oder bindenden Stoffen in einem solchen Mengenverhältnis benutzt wird, dass neben Aluminium auch Silizium in einer die Hitzebeständigkeit wesentlich beeinflussenden Menge in das Eisen einlegiert wird. Die so erzeugte Schutzschicht hat sich nebenbei auch noch widerstandsfähig gegen Korrosion und sogar gegen Verschleissbeanspruchung erwiesen.
Bemerkt sei, dass es bekannt ist, den elektrischen Widerstand von Eisen dadurch zu erhöhen, dass gewisse Metalle oder Metalloide, sowie auch gewisse Metalle und Metalloide in Pulverform durch Zementation in das Eisen diffundiert werden, wobei unter den Metallen auch Aluminium und unter den Metalloiden auch Silizium vorgeschlagen worden ist. Abgesehen davon, dass es sich hiebei um eine Zementation mit einem ganz andern Ziel handelt, fehlt aber auch der bestimmte Vorschlag, Aluminium und Silizium zu verwenden. Nur der gemeinschaftliche Einsatz von Aluminium und Silizium in Pulverform kann aber eine derartige Einlegierung von Silizium in das Eisen bewirken, dass die Hitzebeständigkeit erheblich erhöht wird.
Anderseits ist es auch schon vorgeschlagen worden, bei der EiÌ1legierung eines Aluminiumüberzuges in Eisen diesen Überzug, der durch Spritzen, Galvanisieren od. dgl. auf- gebracht wird, mit meinem siliziumhaltigen Stoff (Wasserglas) zu bestreichen oder ihn in Quarzsand einzubetten, um den Luftsauerstoff bei dem zur Diffusion notwendigen Nacherhitzen fernzuhalten. Ebenso wurde vorgeschlagen, eine Paste auf das Eisen aufzubringen, die aus einem aluminium-und einem siliziumhaltigen Stoff in Pulverform nebst einem Bindemittel besteht.
Bei Befolgung dieser beiden Vorschläge kann keine nennenswerte Erhöhung der Hitzebeständigkeit des Eisens entstehen, da, wie durch Versuche festgestellt wurde, die Anwesenheit des Aluminiums und des Siliziums in Pulverform das Einlegieren des Siliziums in das Grundmetall sichert, während eine Paste, sogar gleichgültig, ob sie Silizium enthält oder nicht enthält, keine Einlegierung ermöglicht, die übrigens auch nach dem erwähnten Vorschlag nicht behauptet wird.
Es ist auch bereits bekannt (britische Patentschrift Nr. 411982), auf Eisengegenständen durch Erhitzen in einem Gemisch von gepulvertem Aluminium, Siliziumkarbid, weiters von Chromchlorid und Ammonehlorid auf etwa 1150 C Aluminium, Silizium und Chrom enthaltende hitzebeständige Schutzschichten zu erzeugen, da bei dieser Temperatur SiC in Silizium und Kohlenstoff zerfällt, worauf dann das Silizium ebenso wie das Aluminium und Chrom in das Eisen eindiffundiert.
Es wurde nun gefunden, dass besonders hitzebeständige Schutzschichten bei Anwendung einer pulverisierten Aluminium-Silizium-Legierung erhalten werden können, weil dadurch die Einlegierung des Siliziums und damit die Hitzebeständigkeit noch weiter gefördert wird. Der Siliziumgehalt kann 5-90% betragen, während 75% Aluminium und 25% Silizium sich als eine vorteilhafte Mischung bezeichnen lässt. Es ist auch möglich, ausser dem Silizium noch ein anderes Metall oder ein anderes Metalloid zuzusetzen ; genannt seien Chrom, Mangan, Titan od. dgl.
PATENT-ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Erzeugung einer besonders hitzebeständigen Schutzschicht auf Werkstücken aus Eisen oder Stahl durch Erhitzen der mit Aluminium-und Siliziumpulver umgebenen Werkstücke in einem geschlossenen Behälter ohne Beigabe von andern reaktionsfähigen oder bindenden Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass eine pulverisierte Aluminium-Silizium-Legierung mit 5-90% Silizium benutzt wird.
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Process for producing a particularly heat-resistant protective layer on workpieces
Iron by cementing.
A wide variety of methods for producing a protective layer on iron (steel) are known, u. also by way of cementing, with the addition of aluminum in particular playing the main role. The iron, which is surrounded by aluminum and mostly with other additives, is heated in a closed container.
Such protective layers become particularly heat-resistant if a pure mixture of powdered aluminum and powdered metallic silicon without the addition of other reactive or binding substances is used in such a proportion that, in addition to aluminum, silicon is also alloyed into the iron in an amount that has a significant impact on the heat resistance . The protective layer produced in this way has also proven to be resistant to corrosion and even to wear and tear.
It should be noted that it is known to increase the electrical resistance of iron by diffusing certain metals or metalloids, as well as certain metals and metalloids in powder form, into the iron by cementation, whereby among the metals also aluminum and among the metalloids also Silicon has been proposed. Apart from the fact that this is a cementation with a completely different aim, there is also no specific suggestion to use aluminum and silicon. However, only the joint use of aluminum and silicon in powder form can bring about such an alloying of silicon in the iron that the heat resistance is considerably increased.
On the other hand, it has also already been proposed, in the case of the alloy of an aluminum coating in iron, to coat this coating, which is applied by spraying, galvanizing or the like, with my silicon-containing substance (water glass) or to embed it in quartz sand in order to absorb the oxygen in the air to keep away from the post-heating necessary for diffusion. It has also been proposed to apply a paste to the iron which consists of an aluminum and a silicon-containing substance in powder form together with a binder.
If these two suggestions are followed, no appreciable increase in the heat resistance of iron can result, since, as has been established by experiments, the presence of aluminum and silicon in powder form ensures the alloying of silicon into the base metal, while a paste, regardless of whether it is Contains or does not contain silicon, no alloying is possible, which incidentally is not asserted even after the proposal mentioned.
It is also already known (British patent specification No. 411982) to produce heat-resistant protective layers containing aluminum, silicon and chromium on iron objects by heating in a mixture of powdered aluminum, silicon carbide, furthermore chromium chloride and ammonium chloride to about 1150 ° C., since at this temperature SiC breaks down into silicon and carbon, whereupon the silicon, like the aluminum and chromium, diffuses into the iron.
It has now been found that particularly heat-resistant protective layers can be obtained when using a pulverized aluminum-silicon alloy, because this further promotes the alloying of the silicon and thus the heat resistance. The silicon content can be 5-90%, while 75% aluminum and 25% silicon can be described as an advantageous mixture. It is also possible to add another metal or another metalloid in addition to the silicon; Chromium, manganese, titanium or the like may be mentioned.
PATENT CLAIMS
1. A method for producing a particularly heat-resistant protective layer on workpieces made of iron or steel by heating the workpieces surrounded with aluminum and silicon powder in a closed container without adding other reactive or binding substances, characterized in that a powdered aluminum-silicon alloy with 5-90% silicon is used.
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