<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
EMI1.2
EMI1.3
EMI1.4
EMI1.5
EMI1.6
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
nicht auftritt, so ist es leicht, die Kohlenstoffkonzentration der zementierten Zone dadurch zu verändern, dass man einfach die Bedingungen, welche die Zusammensetzung der Kohlenoxydund Kohlenaäureanhydridmischung im Gleichgewicht mit Holzkohle regeln, d. h. also (wie bekannt), den Druck, die Temperatur und den Zustand der Verdünnung der vorstehend angegebenen Mischung (durch Luft oder andere Gase) verändert.
Zwecks Ausführung des vorliegenden Verfahrene kann man das folgende allgemeine Verfahren anwenden.
Die zu zementierenden Gegenstände werden in einen feststehenden oder beweglichen Behälter aus Stahlblech oder aus feuerbeständigem Material getan. Dieser Behälter kann eine beliebige Form und beliebige Dimensionen, welche sich nach der Natur der Gegenstände selbst richten, haben. So werden in sehr vielen Fällen, wenn es sich darum handelt, kleine Gegenstände zu zementieren. vollständig die gewöhnlichen Retorten, wie sie in den Gasanstalten für die Destillation der Steinkohle benutzt werden, genügen.
Der erwähnte Behälter, der im weiteren als"Zementierungskammer" bezeichnet wird, \nid in einem Ofen angeordnet, in welchem man denselben auf eine konstante und gleichmässige Temperatur zwischen 900 und 1100 C erhitzen kann. Der Behälter selbst ist mit einer hermetisch verschliessenden Tür versehen, um die zu zementierenden Stücke einzubringen, ferner mit so verteilt angeordneten Röhren, dass die Zirkulation eines langsamen Kohlensäurestroms durch den Behälter möglich ist. Man beginnt damit, dass man in die Zementierungskammer eine Kohlenschicht hineinbringt. Besonders für den vorliegenden Zweck ist die Holzkohle stark geglüht und zerkleinert.
Sowohl die Dimensionen der Holzkohlenstüeke, als auch die Dicke der oben genannten Schicht variieren nach den Dimensionen und der Form der zu zementierenden Gegenstände.
Wenn es sieh z. B. darum handelt, auf einmal 100 kg Stahlstücke von nicht zu komplizierten Formen (z. B. Kugella gerringe, Fahrradachsen usw.) zu zementieren, von denen jedes nicht mehl'als 400 bis 500 wiegt, muss man die Kohle zerstossen und den Teil verwenden, welcher durch ein Sieh von 26 Maschen pro cm2 durchgeht, von einem 81maschigen Sieb jedoch zurück- gehalten wird ; aus dieser Kohle p/ird dann eine Schicht von ungefähr 10 bis 15 cm Höhe gebildet.
Wenn es sich dagegen darum handelt, sehr grosse Gegenstände zu zementieren (wie z. B. Panzer- platten für Schiffe) muss man die Kohle in etwas grösseren Stücken anwenden und die Dicke der ersten Schicht vergrössern (z. B. bis 40 oder 50 cm). Auf die erste so vorbereitete Kohlenschicht legt man die zu zementierenden Gegenstände,
EMI2.2
angeordnet werden. Auf die so angeordneten Stücke schuttet man körnige Kohle, derart, dass die Stucke davon voUständig bedeckt werden.
Auf die frische Kohlenschicht werden andere zu zementierenden Stücke gelegt, mit körniger Kohle bedeckt usw., bis die Zementierungskammer vollständig gefüllt ist.
In sehr vielen Fällen ist es angebracht (um eine vollständige Homogenität der zementierten Zone zu erzielen), die zu zementierenden Gegenstände auf einer rotierenden Welle aus Metall oder aus feuerbeständigem Material zu befestigen. Diese Welle geht durch die Wand der Zementierungskammer hindurch und kann in langsame Rotation gesetzt werden.
Die reine körnige Kohle, welche auf die oben geschilderte Weise präpariert und entsprechend zerkleinert ist. bildet (hauptsächlich, wenn sie mehreremal für die Zementierung nach der vor- iegendenMethodeverwendet worden ist) eine sehr schlüpfrige und bewegliche Masse, welche
EMI2.3
Wirkung wird noch vergrössert, wenn man in der Zementierungskammer kleine Erschütterungen hervorruft.
Es ist klar, dass es praktisch ist bei Gegenständen von komplizierter Form, welche kleme Höhlungen besitzen, die Kohle in kleinen Körnern zu verwenden, obgleich die Erfahrung
EMI2.4
das ( ! as ist. ebenso hat die Erfahrung gelehrt, dass die Zementierung gleichmässig in den Teilen der Stahlgegenstande, welche sich nicht in Beruhrung mit der Kohle befinden, welche aber einige Zentimeter von ihr entfernt sind, vor sich geht.
Nachdem man die Zementierullgskammer auf die oben angegebene Weise chargiert hat.
EMI2.5
Kohlensaure hindurchgehen. Die Geschwindigkeit des Kohlensäurestroms hangt von der Tiefe der Zementierung, welche man zu erhalten wünscht. ab.
Indem man den Gasstrom gleichmässig einstellt, lässt man die Temperatur der Zementierung kammer bis auf leblu@fte Rotglut steigen, sie wird darauf für die ganze Dauer der Zementierung konstant gehalten. Die Zementierungsdauer hängt von der Temperatur, von der Geschwindigkeit
<Desc/Clms Page number 3>
des Gasstroms und von der Tiefe der zementierten Zone. welche man ? u erhalten wünscht, ab.
Es ist selbstverständlich, dass es unmöglich ist, für alle möglichen Fälle die Gesichtspunkte hier anzugeben, es ist daher nötig, sich in der vorliegenden Beschreibung auf einige Beispiele zu beschränken.
Es wird genügen, an zwei gut bestimmten Beispielen zu zeigen, wie die erhaltenen Resultate von den Bedingungen, unter welchen man arbeitet, abhängen.
1. Wenn man nach der beschriebenen Methode bei einer Temperatur von 1000 C kohlenarme Stahlgegenstände zementieren will (bis 0'07% C), um eine zementierte Zone in einer totalen Stärke von. 2'5 mm zu erhalten, muss man den Kohlensäurestrom zwei Stunden lang mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 l pro Stunde pro dm2 äusserer Oberfläche der zu zementierenden Stahlgegenstände gehen lassen.
2. Wenn man unter denselben Bedingungen arbeitet, aber bei einer Temperatur von 9600 C, ao beträgt die Dicke der erhaltenen zementierten Zone 1-4 mm.
Die aus der Zementierungskammer austretenden Gase werden in einem passenden Gasometer aufgefangen und können bequem von neuem in der Zementierungskammer zirkulieren, wo sie dieselbe Wirkung hervorrufen, wie die ursprünglich benutzte Kohlensäure. Dies kann unendlich oft wiederholt werden, was doch eine grosse Sparsamkeit bedeutet.
Sobald die Zementierung beendet ist, wird der Gasstrom abgestellt und die Zementierungs- kammer am Boden geöffnet, damit die körnige Kohle von selbst mit grösster Leichtigkeit wegen ihres äusserst schlüpfrigen Zustande aus derselben herausgeht. Sie wird in einem Behälter auf- gefangen und kann direkt in einer anderen Zementierungskammer benutzt werden. Derart kann dieselbe Kohle sehr oft verwendet werden, da nur der kleinste Teil, der direkt zum Kabul zieren der zementierten Stahlzonen dient, verbraucht wird. Wenn so die körnige Kohle weggenommen worden ist, bleiben die zementierten Stücke in der Zementierungskammer zurück und können nun leicht herausgenommen werden um darauf gehärtet oder entsprechenden Behandlungen unterworfen zu werden.
Sobald die Kammer leer ist, schreitet man direkt zu der folgenden Charge auf dieselbe Weise, wie schon auseinandergesetzt.
In sehr vielen Fällen (besonders wenn man sehr tiefe zementierte Zonen erhalten will, ohne dass der Kohlenstoflgehalt auf sehr hohen Wert steigt) ist es vorteilhaft, zunächst nicht die ganze körnige Kohle aus der Zementierungskammer zu entfernen (auf die oben angegebene Weise). sondern nur die nötige Menge, um die Oberfläche der zu zementierenden Gegenstände unbedeckt zu lassen und das Heizen und die Zirkulation des Gases in Gegenwart der zurückbleibenden
EMI3.1
Dasselbe Resultat kann dadurch erzielt werden, dass man die ganze Kohle in der Zementierungskammer lässt und die Kohlensäure (während eines Teiles oder während der ganzen Zementierung) mit einer gewissen Menge Luft mischt. Ver Kohlenstoffgehalt der so er- haltenen Zonen ist umso niedriger (im Vergleich zu allen anderen Bedingungen) je grösser dass Verhältnis der zu der Kohlensäure zugesetzten Luft ist.
Während man in dem ersten oben erwähnten Ausführungsbeispiel (Zementierung zwei Stunden lang bei 10000 < ') wenn man reine Kohlensäure verwendet in der zementierten Zone ein Maximum an Kohlenstoffgehalt gleichmässig bis 0'906 erhält, so erreicht man, wenn man unter denselben Bedingungen, aber unter Benutzung von Kohlensäure, welche mit zu Luft gemischt ist, dass das Maximum des Kohlenstoffgehalts in der zementierten Zone auf 0'65% zurückgeht.
Dagegen genügt es in den Fällen, in denen man zementierte Zonen von sehr hohem Kohlenstoff- gehalt (z. B. bis 1#% oder 1#5%) erhalten will, mittels einer oder mehrerer Tuben in die Zementierungskammer während des Verfahrens (übrigens auf dieselbe oben beschriebene Art und Weise ausgeführt) mehr oder weniger grosse Mengen (je nach gewünschtem Kohlenstoff Gehalt) gasförmige Kohlenwasserstoffe (wie z. B. Azetvlen, Atvlen, Steinkohlengas usw.) oder flüssige Kohlenwasserstoffe (wie z. B. Benzol, Petroleum usw.) zuzuführen. Die gasförmigen
EMI3.2
zementiertenZonen.
Es muss erwähnt werden, dass es in diesem Fall nicht mehr nötig ist, dass die zu zementierenden Gegenstände mit der körmigen Kohle in Berührung sind.
Es ist überdies klar, dass es in sehr vielen Fällen, um gewisse Eflekte zu erzielen, vorteilhaft sein kann (gleichzeitig oder nach und nach) die beiden oben beschriebenen Modifikationen, welche
EMI3.3
<Desc/Clms Page number 4>
Die hauptsächlichsten Vorteile des neuen Zementierungsverfahreus gegenüber den bekannten liegen einerseits in der grösstmöglichsten Einfachheit der Ausführung, andererseits in den vorzüglichen Resultaten, welche man dadurch erhält ; es sind die folgenden :
1. Beseitigung der lästigen und teuren Zementierungskästen und ihr Ersatz durch einen feuerbeständigen Behälter (Retortenform), welcher geladen und entladen wird (durch die nacheinander folgenden Operationen), ohne dass es notwendig ist, ihn von dem Ofen fortzunehmen.
2. Grosse Sparsamkeit an Zementierungsmaterial, da dieselbe Kohlensäure ad infinitum für eine lange Reihe von Zementierungen benutzt werden kann, weil nur die kleine Menge, die aus dem Apparat wegen seiner unvollkommenen Dichte entweicht, davon aufgebraucht wird, tuid da die Kohle vollständig für die Karburierung des Eisens benutzt wird ; anders ausgedrückt, das Zementmaterial verliert niemals von seiner Wirksamkeit (d. h. es verliert niemals seine Kraft, wie dies im Gegensatz dazu mit den gewöhnlichen Zementierungspulvern der Fall ist), so dass es ganz und gar benutzt werden kann, und man braucht niemals die geringste Menge davon wegzu werfen.
EMI4.1
bis jetzt bekannten Verfahren erzielen kann. Die ausserordenttiche Wichtigkeit dieser Tatsache ist offenbar.
4. Die ausserordentliche Gteichmässigkeit der Verteilung des Kohlenstoffs in den zementierten Zonen, welche einen sehr nützlichen Einnuss auf die mechanische Widerstandsfähigkeit der zementierten Stücke hat.
EMI4.2
manchnaldieStückeunbrauchbar).
PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI4.3