DD156877A3

DD156877A3 - Regenerierungsmittel fuer nitriersalzbaeder

Info

Publication number: DD156877A3
Application number: DD22170780A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Baumgart; Wilfried Troelenberg
Original assignee: Ulrich Baumgart; Wilfried Troelenberg
Priority date: 1980-06-10
Filing date: 1980-06-10
Publication date: 1982-09-29
Also published as: FR2483962B1; FR2483962A1; HU200204B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein cyanid- und cyanatfreies Regenerierungsmittel zum Salzbadnitrieren zwecks Erzielung von Nitrierschichten bekannter Ausbildung auf Stahl- und Eisenwerkstoffen. Durch die Erfindung werden bei der Herstellung dieses Regenerierungsmittels Arbeitszeit sowie Energie- u. Materialkosten eingespart. Darueber hinaus werden durch d. umweltfreundl. Zusammensetzung die Bedingungen fuer die Lagerung, den Transport und den Einsatz wesentlich verbessert. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Regenerierungsmittel zu finden, das als Nitriersalz dient und gleichzeitig eine Regenerierung bewirkt. Dies wird durch ein cyanid- und cyanatfreies Salzgemisch, bestehend aus 40 - 70 Gew.-% Dicyandiamid, 20 - 40 Gew.-% Harnstoff mit einem Zusatz von 10 - 30 Gew.-% Alkalikarbonat gewaehrleistet.

Description

»smittel für Nitriersalzbäder

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein umweltfreundliches Salzgemisch ohne Alkalicyanid und —cyanat zum Regenerieren von Nitrier« salzbädern zur Erzielung von Nitrierschichten in bekannter Ausbildungsart auf Stahl» und Eisenwerkstoffen«

Charakteristik der bekannten technischen Lösung:

Die konventionellen Salze für die Salzbadnitrierung bestehen im wesentlichen aus Gemischen von Alkalicyaniden, -cyanaten und -»kaibonatene Durch chemisch-thermische Reaktionen im Salzbad wird allmählich Cyanid in Cyanat und diesen in Abhängigkeit von Temperatur und Badbelastung in nicht aktives Karbonat umgewandelt« Dabei wird insbesondere bei der Umwandlung von Cyanat in Karbonat der für die Nitrierung erforderliche Stickstoff und in geringem Maße auch Kohlenstoff frei«. Durch das Ausschöpfen verbrauchter Salzschmelze und anschließender Zugabe von hochcyanid- und cyanathalti«· gem Frischsalz bei bestimmten vorgegebenen Analysenwerten wird die Aktivierung des Nitrierbad.es über längere Zeit gewährleistet«. In neuerer Zeit erfolgt die Aktivierung der Nitriersalzbäder durch Zugabe von speziellen Regenerierungsmitteln aus polymeren organischen Verbindungen, die Stickstoff und Kohlenstoff enthalten, z» B« polymere Melamine, polymere Carbonsäureamide, polymere Harnstoff"» und -Triazinverbindungen« (s· a* DD-AP 110 058, DD-AP 112 667 und DE-OS 254 2519).

Diese vorgenannten Regenerierungsmittel werden durch einen gesonderten thermischen Verfahrensschritt hergestellt«. Darüber hinaus werden zur Verbesserung der Nitrierleistung anstelle von Stahltiegeln Titantiegel oder mit Titan ausgekleidete Tiegel verwendet und dosierte_? fein verteilte Ouft durch die Nitrierschmelze geleitet (s_e a_e DD-AP 23 022)« Die bisher bekannten Nitriersalzgemische bestehen aus den Hauptbestandteilen Alkalicyanid oder/und Alkalicyanate Dies erfordert besondere Sicherheitsvorschriften bei der Herstellungj Lagejung, Transport und beim Einsatz der«= artiger Mittel sowie einen erhöhten Energie- und Arbeitsaufwand bei der Herstellung^

Die für die Regenerierung der Nitriersalzbäder notwendigen chemischen Mittel sind entweder cyanide und cyanathaltig' oder werden in einem gesonderten Verfahrensschritt mit zusätzlichem Kostenaufv/and hergestellt« Desweiteren sind beim vielfach angewendeten Tenifer-Verfahren zusätzliche Hilfsmittel erforderlich* .

Ziel der Erfindung;

Ziel der Erfindung ist es, durch den Einsatz eines neuen cyanid"» und cyanatfreien Regenerierungsmittels eine ge« sonderte Herstellung von Nitriersalzen auf Grund der geltenden gesetzlichen Bestimmungen wesentlich zu vereinfachen« Dabei werden insbesondere erhebliche Mengen an Arbeits« zeit, Energie=- und Materialkosten eingespart* Auch die Bedingung bei der Lagerung, beim Transport und beim Einsatz sollen wesentlich verbessert werden«

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einem cyanide und cyanatfreiern Regenerierungsmittel ein leistungsfähiges Ni« triersalz zu erhaltene Darüber hinaus hat das, Regenerierungsmittel die Aufgabe, den inaktiven Karbonatgehalt in der Nitriersalzschmelze beim Einschmelzen und im Betrieb so zu steuern, daß die vorgegebenen Werte an Karbonat reproduzierbar erreicht werden können« Dieses Salzgemisch wirkt als langanhaltendes Regenerier ungsmitt el im Nitriersalzbad und gewährleistet einen Karbonatgehalt von 1-16 %, vorzugsweise 10 «16 %₉ Es wurde überraschenderweise gefundenj dafS ein Salzgemisch aus 40 ~ 70 Gewe % Dicyandiamid,

20 - 40 Gew. % Harnstoff, dem

10 — 30 Gew« % Alkalikarbonat zugesetzt werden, die· Umwandlung von äiaaktiven Karbonaten in aktives Cyanat im Vergleich zu einem carbonatfreien Regenerierungsmittel optimal ermöglicht* Dieses erfindungsgemäße Mittel wird zusammen mit einem bekannten Ansatzsalz (Alkalikarbonatgemisch) im Verhältnis 1 : 1 bis 1 j 2 bei einer Temperatur von ca« 600° C in einem Stahltäegel eingeschmolzen* Daher v/erden durch die organischen Verbindungen die vorhandenen Karbonate überwiegend in aktives Cyanat umgewandelt, so .daß nach Erreichen der vorgegebenen Ana»» lysenwerte in diesem Salzbad nach bekannter Technologie im Temperaturbereich von 550 <= 600° C badnitriert werden kann. Eine Belüftung des Hitrier-salzbades ist so gewählt, daß die bei der Regenerierung auftretenden, chemisch bedingt heftigen Reaktio« nen auf der Badoberfläche mit den organischen Substanzen durch eine gleichzeitige Beimenge von Karbonat im Mittel wesentlich herabgesetzt werden. Das. erfindungsgemäße Salzgemisch dient als langzeitig wirkendes Regenerierungsmittel und läßt sich praktisch unbegrenzt zur Aktivierung des Nitriersalzbades einset~ zen, ohne daß Altsalz anfällt«

Ausfuhrungsbeispiele? « Beispiel

In einem legierten Stahlgußtiegel (180 mm 0 und 300 mm Höhe) werden 6 kg eines Salzgemisches, bestehend aus Soda und Pottasche zu gleichen Teilen_f 25 kg des erfindungsgemäßen Rege- nierierungsmittels,. bestehend aus 55 % Dicyandiamid, 30 % Harnstoff und 15 % Pottasche, bei 600 ⁰C eingeschmolzen,» Nach 3 Betriebsstunden hat die Salzschmelze folgende Zusammensetzung s

45_S4 % CM)", 6*5 % GO^ und 0,38 % ClC

Es wird bei der Analyse lediglich die Konzentration der An« ionen berechnet _$ da die Kationen aus einem Gemisch von Natrium und Kalium bestehen®

Bei der zweistündigen Behandlung einer Stahlprobe des Werkstoffes C 15 bei 585 ⁰C wird eine porenarme Verbindungszone von 20 ·» 25 pm erhaltene Die Dicke der Diffusionsζone kann auf Grund äex- ausgeschiedenen Pe^N-Nadein im ferritischen Gefüge mit ca« 0,450 mm nachgewiesen werden©

2_e Beispiel

In einem legierten Stahlgußtiegel (710 mm 0 und 750 mm Höhe) mit ca_e 450 kg Schmelze werden nach 200 Betriebsstunden 15 kg des erfindungsgemäßen Regenerierungsmittels zugegebene Dadurch verändern sich die Analysenwerte von

2_$95 % CH", 42,3 %'CNO" und 11,9 % CO ~~ auf · . 2,93 % CN"% 44s- % CKKT und 7*95 % CO--

Auch nach 1600 Betriebsstunden wurden bei gleicher Nitrier«· leistung vor und nach der Regenerierung ähnliche Analysenwert· Veränderungen gefunden«,

Claims

Ι« Regenerierungsmittel für Uitriersalzbäder, bestehend aus Dicyandiamid und Harnstoff ₉ dadurch gekennzeichnet ₉ daß kO bis 30 Gew« % Alkalikarbonat enthalten sind_e