CH366848A - Verfahren zum Nitrieren von Metallen, insbesondere Eisenlegierungen, in alkalicyanid- und alkalicyanathaltigen Salzbädern - Google Patents
Verfahren zum Nitrieren von Metallen, insbesondere Eisenlegierungen, in alkalicyanid- und alkalicyanathaltigen SalzbädernInfo
- Publication number
- CH366848A CH366848A CH280160A CH280160A CH366848A CH 366848 A CH366848 A CH 366848A CH 280160 A CH280160 A CH 280160A CH 280160 A CH280160 A CH 280160A CH 366848 A CH366848 A CH 366848A
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- bath
- sep
- salt
- alkali
- container
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
- C23C8/52—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions more than one element being applied in one step
- C23C8/54—Carbo-nitriding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
- C23C8/42—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being applied
- C23C8/48—Nitriding
- C23C8/50—Nitriding of ferrous surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
Verfahren zum Nitrieren von MetaRen, insbesondere Eisenlegierungen, in alkalieyanid- und alkalieyanathaltigen Salzbädern Es ist bekannt, Werkstücke aus Stahl dadurch zu nitrieren, dass man sie bei Temperaturen zwischen etwa<B>500</B> und 60011 <B>C</B> in ein Salzbad taucht, welches aus Cyanid und Cyanat besteht. Solche Bäder werden in der Praxis mit Cyanatgehalten zwischen 20 und 40 O/o" berechnet als KCNO, und Cyanidgehalten zwi schen<B>30</B> und<B>60</B> 1/@, berechnet als NaCN, betrieben. Der Rest besteht aus Alkalikarbonat, welches von selbst durch Oxydation beim Betrieb der Bäder ent steht. Solche Bäder können auch noch Chloride ent halten, um an wertvollem Cyanid und Cyanat zu sparen oder den Schmelzpunkt herabzusetzen. Es stellte sich nun heraus, dass die Nitrierwirkung solcher Bäder von der Tiefe der Badbehälter abhängig ist. Je tiefer die Bäder sind, desto schlechter nitrieren sie. Beispielsweise wurde in einem Ofen von 40 cm Tiefe in<B>90</B> Minuten auf dem behandelten Stahl eine aus Nitriden und Karbiden bestehende sogenannte Verbindungsschicht von<B>6-10</B> Mikron Dicke<B>je</B> nach Alter des Bades erzielt. Bei öfen von etwa<B>1</B> m Tiefe kann man dagegen erfahrungsgemäss auf die Dauer so dicke Schichten nicht erzielen. Auch Bewegen des Bades durch elektrische oder mechanische Mittel führt nicht zu einem technisch ins Gewicht fallenden Erfolg. Es wurde nun gefunden, dass eine wesentliche Steigerung der Nitrierwirkung derartiger Salzbäder dadurch erreicht werden kann, dass durch das Bad ein oxydierendes Gas, vorzugsweise Luft, in feiner Verteilung hindurchgeleitet wird. Eine Abhängigkeit der Nitrierwirkung solcher Bäder von der Tiefe der Badbehälter ist nicht mehr vorhanden. Weitere Vorteile der Erfindung sind im folgenden anhand eines Beispiels erläutert: Beispielsweise liefert ein Ofen von<B>60</B> cm Durch messer und<B>1</B> m Tiefe mit einem Bad von<B>3 5 %</B> KCNO und 40 111o, NaCN, Rest Alkalikarbonat, Verbindungs zonen von<B>2-3 a</B> Dicke. Wurde durch ein ins Bad tauchendes Rohr, welches auf dem Grund des Bades eine Schleife bildet, die mit vielen kleinen Löchern versehen war, Luft in das Bad eingeleitet, so stieg die Nitrierwirkung sofort und auf die Dauer derart an, dass Verbindungszonen von<B>8-12 </B> Dicke erzielt wurden. Günstig ist ein Kaliumgehalt des Salzgemisches von 18,14, mindestens 101/o, höchstens 30%,. Dabei ist der Kaliumgehalt als reines K berechnet, wobei dieser Stoff an CN oder CNO gebunden ist. Der Rest des Alkalimetalls liegt in der Salzmischung als Na vor. Durch Dosierung der Luftmenge kann in gewissem Umfange die Nitrierwirkung geregelt werden. Im allgemeinen wird man aus wirtschaftlichen Gründen die Nitrierwirkung auf das höchstmöglichste Mass steigern. Für die Bestimmung der Luftmenge L ist eine Formel anwendbar, die berücksichtigt, dass der Durch messer des Badbehälters von grösserem Einfluss ist als dessen Tiefe. Sie lautet wie folgt: EMI0001.0053 In dieser Formel bedeutet r den Radius,<B>d</B> die Tiefe des Bades in cm und 1/h Liter pro Stunde. Die feine Verteilung der Luft in kleine Bläschen wird z. B. dadurch erzielt, dass man sie aus einem mit vielen feinen Bohrungen versehenen Rohr aus strömen lässt, welches auf dem Grunde des Bad- behälters liegt. Anstelle eines solchen mit Löchern versehenen Rohres können auch poröse Körper aus Metall oder Keramik verwendet werden, die die Luft auf bekannte Weise in Form von kleinen Bläschen austreten lassen. Man kann die Menge der hindurch geleiteten Luft so dosieren, dass die jeweils günstigste Nitrierwirkung erreicht wird. Das beschriebene Verfahren hat noch den Vorteil, dass es das Cyanid des Bades zu Cyanat oxydiert. Beim Nachfüllen des Bades gibt man daher im wesent lichen Cyanid nach, während man bisher ein Gemisch von 4 Teilen Cyanat und<B>6</B> Teilen Cyanid nachgeben musste, um ein wenigstens in nicht zu tiefen öfen wirksames Bad zu erzielen. Alkalicyanid ist aber wesentlich billiger als Alkalicyanat. In den Abbildungen sind beispielsweise Ausfüh rungen von Nitrieröfen zur Ausführung der Erfin dung dargestellt, und zwar zeigt Abb. <B>1</B> und 2 einen Ofen mit einem rohrförmigen Zuleitungskörper, wäh rend die Abb. <B>3</B> einen Teil eines Ofens mit Gas zuführung durch ein porösen Körper wiedergibt. Bei dem Ofen nach Abb. <B>1</B> ist in einem Gehäuse<B>1</B> ein Badbehälter 2 angeordnet, wobei zwischen den beiden Teilen<B>1</B> und 2 Wärmeisolationsmaterial und ein nicht dargestellter Widerstandsheizkörper liegt, der das Salzbad aufheizt. In den Behälter 2 ist von oben ein Rohr <B>3</B> eing geführt, das zur Zuführung der oxydierenden Gase, z. B. Luft, dient. An dieses Rohr <B>3</B> ist ein horizontal verlaufendes Rohr 4 angeschlossen, das am Rande der Bodenfläche des Badbehälters ver läuft. In den horizontalen Teil sind beispielsweise im Abstand von 20 mm Löcher von<B>0,5</B> mm Durch messer gebohrt, aus denen Gas austreten kann. Durch die dargestellte Ausführung wird eine feine Vertei- lung des Gases in dem gesamten Salzbad erreicht, wodurch eine wesentliche Erhöhung der Nitrierwir- kung erreicht wird. Gleichzeitig wird aber der nutz bare Innenraum des Badbehälters 2 nur unwesentlich verkleinert. In dem Rohr 4 können weiterhin auswechselbare Düsen vorgesehen sein, um bei längerer Betriebszeit durch Auswechseln derselben einen konstanten Gas- durchtritt zu gewährleisten. Bei der Ausführung zu Abb. <B>3</B> ist in Bodennähe des Badbehälters 2 eine Platte<B>5</B> aus porösem Mate rial angeordnet, unter die durch ein Rohr<B>6</B> Gas ge drückt werden kann. Aus der Platte tritt dieses Gas in kleinen Bläschen aus und durchströmt dann das Salzbad. Die verbesserte Nitrierwirkung zeigt folgendes Beispiel: In einem Stahltiegel von<B>600</B> mm<B>0</B> und <B>1000</B> mm Tiefe wurde ein Bad mit 45 % NaCN, <B>32</B> 11/e KCNO und<B>23 %</B> Na.C03 eingeschmolzen. Durch das Bad wurden feinverteilt durch Düsen stündlich<B>700</B> Liter Luft hindurchgeleitet. In der Schmelze wurden Proben aus unlegiertem Stahl mit 0,15 %, Kohle zur Feststellung der Verbin- dungszone und der Diffusionszone, Dauerbiegeproben aus unlegiertem Stahl zur Feststellung der bis zum Bruch ertragenen Lastwechsel, eine Probe aus chrom legiertem Vergütungsstahl (0,3511/o <B>C,</B> 111/0 Cr, 0,7"/o, Mn) zur Prüfung der erzielten Härtesteigerung und eine Verschleissprobe zur Feststellung der bis zum Fressen ertragenen Last eingehängt. Die Teile wurden<B>90</B> Minuten bei<B>5700 C</B> behan delt und alle in Wasser abgeschreckt. Der gleiche Versuch wurde auch ohne Luft durchgeführt. Es erga ben sich folgende Resultate: EMI0002.0060 mit <SEP> Luft <SEP> ohne <SEP> Luft <tb> Dicke <SEP> der <SEP> Verbindungszone <SEP> <B>10 <SEP> u</B> <SEP> 2 <SEP> It <tb> Nadeltiefe <SEP> <B>0,39</B> <SEP> mm <SEP> <B>0,23</B> <SEP> mm <tb> Vickershärte <SEP> HV <SEP> <B>1 <SEP> 550</B> <SEP> kg/mm-- <SEP> HV <SEP> <B>1</B> <SEP> 541 <SEP> kg/mm2 <tb> Belastung <SEP> der <SEP> Verschleissprobe <tb> bis <SEP> zum <SEP> Fressen <SEP> <B>350 <SEP> kg</B> <SEP> 145 <SEP> <B>kg</B> <tb> Lastwechsel <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Bruch <SEP> der <SEP> nach <SEP> 7,4 <SEP> Mill. <SEP> nach <SEP> <B>53 <SEP> 000</B> <SEP> Last Dauerbiegeprobe <SEP> Lastwechseln <SEP> noch <SEP> wechseln <SEP> gebrochen <tb> nicht <SEP> gebrochen Aus dieser Zusammenstellung geht der enorme Vorteil der Belüftung des Bades hervor. Die Härte ist sehr wenig gestiegen. Mit den Ausdrücken Nadeltiefe und Ver schleissprobe werden übliche Untersuchungsmetho den bezüglich der Oberflächeneigenschaften von nitrierten Werkstoffen bezeichnet. Unter Verschleiss probe ist eine Belastungsuntersuchung zu verstehen, durch die das Verschleissverhalten der Oberflächen schichten bestimmt wird, z. B. mit einer Maschine von Faville-Levally. Ein in einem Lager gelagertes, rotierendes Werkstück wird so lange belastet, bis ein Fressen an der Lagerstelle eintritt. Aus dem Beispiel geht hervor, dass die Verschleissfestigkeit durch das Nitrieren wesentlich erhöht wird.
Claims (1)
- <B>PATENTANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Verfahren zum Nitrieren von Metallen, insbe sondere Eisenlegierungen, in alkalicyanid- und alkali- cyanathaltigen Salzbädern, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Bad ein oxydierendes Gas in feiner Verteilung hindurchgeleitet wird.<B>11.</B> Salzbadofen zur Durchführung der Verfahrens nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass im Badbehälter (2) in der Nähe seines Bodens ein mindestens angenähert horizontal verlaufendes, mit einer Vielzahl kleiner Löcher versehenes Gaseinlei- tungsrohrstück (4) angeordnet ist. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Verfahren nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass durch das Salzbad Luft hindurch geleitet wird. 2.Verfahren nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass das oxydierende Gas durch ein am Boden des Badbehälters angeordnetes, mit einer Viel zahl von kleinen Löchern verschenes Rohrstück in das Bad eingeführt wird. <B>3.</B> Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das oxydierende Gas durch poröse Körper aus Metall oder keramischem Material hin durch in das Bad eingeführt wird. 4.Verfahren nach Patentansprach <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass als erste Füllung des Behälters Salzmischungen verwendet werden, die<B>25</B> bis 4011/o KCNO und<B>60-75</B> 1/o NaCN enthalten.<B>5.</B> Verfahren nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass zum Nachfüllen des Bades Salz- mischungen verwendet werden, die bis zu 10,% KCNO, 20-300/9 KCN und 60-7011/9 NaCN ent halten.<B>6.</B> Verfahren nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalisalzgemisch <B>18</B> "/o Ka lium enthält. <B>7.</B> Salzbadofen nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (4) dem Rand des Behälterbodens entlang verläuft.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED30396A DE1149035B (de) | 1959-04-10 | 1959-04-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Nitrieren von Metallen, insbesondere Eisenlegierungen, in alkalicyanid- und alkalicyanathaltigen Salzbaedern |
DE1959D0018609 DE1795261U (de) | 1959-07-18 | 1959-07-18 | Ofen zum nitrieren von metallen, insbesondere eisenlegierungen, in alkalicyanid- und alkalicyanathaltigen salzbaedern. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH366848A true CH366848A (de) | 1963-01-31 |
Family
ID=25970707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH280160A CH366848A (de) | 1959-04-10 | 1960-03-12 | Verfahren zum Nitrieren von Metallen, insbesondere Eisenlegierungen, in alkalicyanid- und alkalicyanathaltigen Salzbädern |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE589030A (de) |
CH (1) | CH366848A (de) |
GB (1) | GB891568A (de) |
-
1960
- 1960-03-12 CH CH280160A patent/CH366848A/de unknown
- 1960-03-24 BE BE589030A patent/BE589030A/fr unknown
- 1960-04-08 GB GB1261960A patent/GB891568A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE589030A (fr) | 1960-07-18 |
GB891568A (en) | 1962-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3314708C2 (de) | ||
DE2657644A1 (de) | Gasmischung zum einfuehren in einen eisenmetallbehandlungsofen | |
DE2135763C3 (de) | 31 08 70 Japan 45 76202 Verfahren zur Behandlung von Eisen- und Stahlgegenstanden zur Bildung einer Nitrid schicht | |
US3022204A (en) | Process for nitriding metals | |
DE69838575T2 (de) | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Eisenmaterial und Salzbadofen dafür verwendet | |
DE2322158C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Car bidschicht auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sintercarbidgegenstandes | |
AT222157B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Nitrieren von Metallen, insbesondere Eisenlegierungen, in alkalicyanid- und alkalicyanathaltigen Salzbädern | |
CH366848A (de) | Verfahren zum Nitrieren von Metallen, insbesondere Eisenlegierungen, in alkalicyanid- und alkalicyanathaltigen Salzbädern | |
DE3048607C2 (de) | Cyanidfreies Verfahren zum Aufkohlen von Stahl und Zugabesalz zur Durchführung des Verfahrens | |
DE69401551T2 (de) | Verfahren zur Verbesserung des Verschleissfestigkeit und Korrosionswiderstand von Eisenmetalgegenständen | |
DE2109997C3 (de) | Verfahren zum Oberflächeniegieren, insbesondere Inchromieren von Eisenwerkstoffen | |
DE2417920C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Chromcarbidschicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes aus Eisen, einer Eisenlegierung oder Hartmetall | |
DE1208598B (de) | Alkalicyanathaltige Salzschmelze und Vorrichtung zum Carbonitrieren | |
DE2539722A1 (de) | Verfahren zur thermischen behandlung von stahl in reduzierender und nicht entkohlender atmosphaere | |
DE972787C (de) | Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffbestaendigen Schweissdraehten | |
AT258993B (de) | Verfahren zum Aufkohlen und Carbonitrieren von legierten und unlegierten Stählen | |
DE1771827C3 (de) | Verfahren zum Nitrieren von Eisen legierungen Asm Goerig & Co KG, 6800 Mannheim | |
DE883543C (de) | Verfahren zur Erzeugung von Oberflaechenschichten grosser Abnutzungs-festigkeit auf Gegenstaenden aus Eisenlegierungen | |
DE973265C (de) | Verfahren zum Haerten von Stahlteilen durch Nitrieren | |
AT247396B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Nitrieren von Eisenmetallen in cyanathaltigen Salzbädern | |
DE575048C (de) | Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd | |
DE4030279C1 (en) | Regenerating molten alkali metal cyanate - by continuous addn. of urea] or polymer or condensate that generates urea, feeding additive into containers in continuous conveyor | |
AT136960B (de) | Verfahren zur Herstellung von Metallen und Legierungen durch Reduktion von schwerreduzierbaren Metalloxyden. | |
DE1067835B (de) | Verfahren und Bad zum Weichnitrieren von Stahl | |
DE2413643C3 (de) | Verfahren zur Steuerung der Nitrierwirkung einer alkalicyanathaltigen Salzschmelze |