CH373410A - Verfahren zum Aufkohlen und Carbonitrieren von Eisen oder Stahl - Google Patents

Description

  Verfahren zum Auf kohlen und     Carbonitrieren    von Eisen oder     Stahl       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzielung  besonders dicker Härteschichten beim     .Aufkohlen    und       Carbonitrieren    von Eisen oder Stahl in einem Salz  bad.  



  Es ist bekannt, Gegenstände aus Eisen oder Stahl  in flüssigen     Salzbädern,    die     Cyanide    enthalten, zu  zementieren, das heisst wenigstens bis zu einer ge  wissen Tiefe unter die     Oberfläche        aufzukohlen.    Die       bekannten    Salzbäder für diesen Zweck enthalten .als  wesentlichen Bestandteil Alkali-     und/oder        Erdalkali-          halogenide    und als     Kohlenstoffträger    ein oder mehrere       Cyanide.    Die Abnahme des Kohlenstoffgehalts mit  zunehmender Entfernung von der Oberfläche des  Werkstücks und     damit    die  <RTI  

   ID="0001.0016">   Aufkohlungsdauer    hängt  dabei im wesentlichen ab vom     Cyanidgehalt    des     Bades,     von der Anwesenheit von Beschleunigern, z. B. ge  wissen     Erdalkalihalogeniden,    und nicht zuletzt von  der     Aufkohlungstemperatur.     



       ;Bäder    ohne Aktivator ergeben einen niedrigen  Kohlenstoffgehalt der Randzone, doch sorgt der  gleichzeitig aus dem     Cyanid    abgespaltene Stickstoff  dafür, dass hohe Randhärten erzielt werden. Mit der  artigen Bädern lassen sich jedoch keine grossen     Koh-          lungstiefen    erreichen, und die mit ihnen erzeugten  Härtezonen können nicht     abgeschliffen    werden, ohne  dass die Härte stark sinkt. Dagegen sind die Bäder  geeignet für die Erzielung sehr dünner     Kohlungs-          schichten    bei     Temperaturen    unter dem     Perlitpunkt,     über etwa 600 , vorzugsweise etwa 650 bis 700 .

   Die  so erzielten Schichten sind sehr hart, und wegen der  niedrigen Temperatur ist das .mit dieser Behandlung  verbundene Verziehen sehr gering. Es ist jedoch  bisher nicht gelungen, die Schichtdicke in ausrei  chendem Masse zu verstärken, so dass diese Technik  bisher nur relativ selten Anwendung fand.    Bäder ohne Aktivator weisen im     allgemeinen     einen     Cyanidgehalt    von mehr als 40      /a    auf. Jedoch  werden diese Bäder aus Gründen der Wirtschaftlich  keit, der grossen     Cyanidverluste    bei höheren Tempe  raturen wegen nur unterhalb     900     betrieben.

   Bei       Salzbädern    mit .die     Kohlenstoffabgabe    beschleunigen  den Zusätzen ist der Gehalt an     Cyanid    wesentlich  geringer und liegt bei etwa 10     9/a,    während als Haupt  bestandteil des Bades     Bariumchlorid    in einer Menge  von etwa 50 bis 55     1/o    vorhanden ist.

   Die übliche  Arbeitstemperatur für diese Bäder beträgt 930 C,  wobei es im allgemeinen unmöglich ist, wesentlich  höhere     Aufkohlungstemperaturen,    die an sich die       Aufkohlung    beschleunigen und die     Aufkohlungstiefe     erhöhen könnten,     anzuwenden,    da sonst     uritunlich     hohe     Cyanidverluste    eintreten.  



  Schliesslich ist auch schon vorgeschlagen worden,  in vorwiegend aus     Bariumsalzen    bzw.     -chlorid    beste  henden     cyanidhaltigen    Bädern bei     Badtemperaturen     von bis zu 1100      aufzukohlen,    um die     Kohlungstiefe     zu vergrössern.  



  Es wurde nun gefunden, dass sowohl die     Carbo-          nitrierung    als auch das     Aufkohlen    in     cyanid-    und       cyanathaltigen    Bädern in kürzerer Zeit zu einer  wesentlich grösseren     Schichtdicke    geführt werden  kann, als dies bisher     bekannt    war,     wenn,        die        Salz-          schmeJzbäder    zwei oder mehrere     der    Elemente der  6.

   Hauptgruppe des periodischen     Systems,    von denen       eines        Sauerstoff    ist, in freier oder gebundener     Form     enthalten.  



  Da sich im allgemeinen in     cyanidhaltigen    Bädern  automatisch ein geringer Gehalt an     Cyanat    und damit  an Sauerstoff einstellt, muss nurmehr dafür     gesorgt     werden,     dass        zumindest    ein weiteres Element der  6. Hauptgruppe des periodischen Systems, z. B.  Schwefel, in der     Salzschmelze    enthalten ist. Besonders      gute Ergebnisse wurden mit Selen und/oder     Tellur     enthaltenden Bädern erzielt.

   Dabei reicht es im     allge-          meinen    aus, weniger als 5     o/a    der genannten Elemente  den an sich bekannten Bädern     hinzuzufügen,    wobei  an Stelle der Elemente auch Verbindungen derselben  in entsprechenden Mengen mit gutem Erfolg     einge-          setzt    werden können.  



  Die überraschende Wirkung des erfindungsge  mässen Verfahrens wird im folgenden an     Hand    eines  Beispiels gezeigt.         Ein        Bad        aus        50        %        Natriumcyanid,        10        %        Natrium-          cyanat,

      Rest     Natriumcarbonat        wurde    mit einem Bad       der        gleichen        Zusammensetzung        unter        Zusatz        von        1%-          Selen    in Form von     Natriumselenit    bei einer Arbeits  temperatur von 700  verglichen. In beiden Bädern  wurden Proben aus     kohlenstoffarmem    Stahl 1, 2, 5  und 10 Stunden lang behandelt.

   Hierauf wurde  mikroskopisch die Dicke der sogenannten Verbin  dungszonen und die Gesamtdicke der Härteschicht       bestimmt.    Es ergaben sich folgende Werte:  
EMI0002.0032     
  
    ohne <SEP> Se <SEP> mit <SEP> Se
<tb>  Stunden <SEP> Gesamtdicke <SEP> Verbindungszone <SEP> Gesamtdicke <SEP> Verbindungszone
<tb>  mm <SEP> mm <SEP> mm <SEP> mm
<tb>  1 <SEP> 0,038 <SEP> 0,005 <SEP> 0,06 <SEP> 0,01
<tb>  2 <SEP> 0,038 <SEP> 0,01 <SEP> <I>0,084</I> <SEP> 0,04
<tb>  5 <SEP> 0,038 <SEP> 0,012 <SEP> 0,21 <SEP> 0,14
<tb>  10 <SEP> 0,038 <SEP> 0,038 <SEP> 0,32 <SEP> 0,25       Der nicht durch die Verbindungszone gebildete  Anteil der Härteschicht ist im wesentlichen     marten-          sitisch.    Bei Zusatz von Selen zeigt sich,

   dass .schon  nach einer Stunde Behandlungsdauer die Gesamt  schichtdicke wesentlich höher     liegt.    Die Schichtdicke  der Verbindungszone ist sogar rund doppelt so hoch.  Das Verhältnis verschlechtert sich bei längerer Be  handlungsdauer zusehends noch zu     Ungunsten    des  nicht mit Selen versetzten Bades.     Besonders    wesent  lich aber ist, dass in     selenfreien    Bädern die Summe  von Verbindungszone und     Martensitschicht    zwischen  1 und 10 Stunden     Behandlungsdauer    nicht mehr zu  nimmt, während sie bei Zusatz von Selen erstaun  licherweise auf über das 5fache ansteigt.  



  Ganz analoge Ergebnisse liefern Versuche bei  höheren Temperaturen. Der Einsatz von     Tellur        an     Stelle von Selen ergibt gleichfalls     ,eine    Verstärkung  der     Kohlungs-    und     Nitrierwirkung    der Bäder.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Aufkohlen und Ca .bonitrieren von Eisen oder Stahl in cyanid- und cyanathaltigen Salzschmelzbädern bei Temperaturen zwischen 600 und 1100 , dadurch gekennzeichnet, dass Werkstücke in Bädern, die mindestens zwei der Elemente der 6. Hauptgruppe des periodischen Systems, von denen eines Sauerstoff ist, in freier oder gebundener Form enthalten, behandelt werden. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Behandlung in Bädern vorge- nommen wird, die unter 5 % an mindestens einem der Elemente der 6. Hauptgruppe enthalten, wobei der Gehalt an Sauerstoff nicht berechnet ist. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Werkstücke in selen- oder tellurhaltigen Bädern behandelt werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch, .dadurch ge kennzeichnet, dass die Werkstücke bei Temperaturen zwischen 700 und 930 C behandelt werden.