DE1081487B

DE1081487B - Protective compound, especially for protection in places during gas or powder carburization of steel

Info

Publication number: DE1081487B
Application number: DEZ7263A
Authority: DE
Inventors: Willi Benz; Kurt Ege
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1958-11-22
Filing date: 1958-11-22
Publication date: 1960-05-12
Also published as: BE583672A; CH390026A

Description

Einsatzschutzmasse, insbesondere für den stellenweisen Schutz bei Gas- oder Pulveraufkohlung von Stahl Die Erfindung betrifft eine Einsatzschutzmasse, insbesondere für den stellenweisen Schutz bei Gas- oder Pulveraufkohlung von Stahl.Deployment protection compound, especially for protection in places Gas or powder carburization of steel The invention relates to an insert protection compound, especially for protection in places during gas or powder carburization of steel.

Um Bauteilen gegen Reibverschluß, Druckbeanspruchungen und Walzenpressung eine erhöhte Widerstandsfähigkeit unter gleichzeitiger Beibehaltung der erforderlichen Kernfestigkeit bzw. Zähigkeit zu verleihen, ist es üblich, die entsprechenden Bauteile an ihrer Oberfläche zu härten. Eine solche verschleißfeste Randschicht wird bei der in Frage kommenden Warmbehandlung durch Eindiffundieren von Kohlenstoff aus aufkohlenden Mitteln, wie Einsatzpulver, oder mit Hilfe einer geeigneten Gasatmosphäre in die zu härtende Randschicht der Bauteile erzielt.To protect components against friction locks, pressure loads and roller pressure increased resistance while maintaining the required To impart core strength or toughness, it is common to the corresponding components to harden on their surface. Such a wear-resistant surface layer is used in the possible heat treatment by diffusion of carbon from carburizing agents, such as feed powder, or with the aid of a suitable gas atmosphere achieved in the surface layer to be hardened of the components.

In vielen Fällen macht sich bei derartig zu behandelnden Bauteilen bzw. Werkstücken erforderlich, bestimmte Partien der Oberfläche der zu härtenden Bauteile von der Aufkohlung auszuschließen, so daß diese Partien keine harte Randschicht erhalten.In many cases this is the case with components to be treated in this way or workpieces required, certain areas of the surface to be hardened Exclude components from the carburization so that these areas do not have a hard surface layer obtain.

Zur Erzielung solcher weich zu haltender Partien an Bauteilen bei der Oberflächenhärtung sind eine Reihe von Verfahren bzw. Schutzmassen bekanntgeworden, die jedoch hinsichtlich des dafür notwendigen technischen Aufwandes sehr kostspielig und in ihrer Schutzwirkung insbesondere bei Gasaufkohlung noch unvollkommen sind.To achieve such soft-to-hold parts on components a number of processes or protective compounds have become known for surface hardening, which, however, are very expensive in terms of the technical effort required for this and are still imperfect in their protective effect, especially in the case of gas carburization.

Die Schutzwirkung der bekannten Verfahren beruht dabei auf Ausschluß bestimmter Partien der einzusetzenden Bauteile von der Aufkohlung durch Abdecken mittels tauch- bzw. knetfähiger, vorwiegend aus Silikaten und Ton od. dgl. bestehender Massen, durch Aufbringen eines galvanischen überzuges oder auch mit Hilfe einer zusätzlichen nach der Aufkohlung abzutragenden Werkstoffschicht.The protective effect of the known methods is based on exclusion Certain parts of the components to be used from the carburization by covering by means of submersible or kneadable, mainly of silicates and clay or the like. Existing Masses, by applying a galvanic coating or with the help of a additional material layer to be removed after carburizing.

So sind auf Wasserglasbasis aufgebaute Aufkohlungs- bzw. Aufstickungsmassen bekannt, bei welchen Borax oder andere Alkali- oder Erdalkaliborate als Flußmittel für einen prozentual hohen Anteil an feuerfestem Ton bzw. gepulvertem Natriumsilikat dient. Dem aus Borax, Alkali- oder Erdalkaliboraten gebildeten Flußmittel kommt dabei die Aufgabe zu, ein Abbröckeln der pulvrigen Substanzen, wie Ton usw., bei den erforderlichen hohen Einsatztemperaturen zu verhindern.So are carburizing or nitrogenizing masses based on water glass known in which borax or other alkali or alkaline earth borates as a flux for a high percentage of refractory clay or powdered sodium silicate serves. The flux formed from borax, alkali or alkaline earth borates comes the task of preventing the powdery substances such as clay, etc. from crumbling off to prevent the required high operating temperatures.

Derartige Schutzmassen sind jedoch wegen ihres hohen Wasseranteiles, insbesondere für die Anwendung bei der Gasaufkohlung, nicht geeignet. Außerdem macht sich bei diesen Schutzmassen ein zeitraubender Voranstrich der zu schützenden Partien erforderlich, wobei zudem eine besondere Trocknungsanlage notwendig ist. Für ein wirtschaftliches Auftragen mittels einer Spritzpistole eignen sich derartige Massen nicht.Such protective masses are, however, because of their high water content, particularly not suitable for use in gas carburizing. Also makes With these protective masses, a time-consuming priming of the areas to be protected required, whereby a special drying system is also necessary. For a Such compounds are suitable for economical application by means of a spray gun not.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Einsatzschutzmasse zu schaffen, die sowohl durch ihre besondere Zusammensetzung eine denkbar sichere Schutzwirkung gewährleistet als auch gegenüber den bekannten Schutzmassen mit nur geringem Zeitaufwand herstellbar ist und gleichzeitig einen äußerst einfachen und rationellen Auftrag auf die zu schützenden Partien ermöglicht.The purpose of the present invention is to create a deployment protection compound, which, thanks to their special composition, have a very safe protective effect guaranteed as well as compared to the known protective masses with only a small expenditure of time can be produced and at the same time an extremely simple and rational order on the areas to be protected.

Dies wird erreicht durch eine Einsatzschutzmasse, bestehend aus einem Gemisch von Borsäure und/oder Borsäureanhydrid und wasserfreien Binde- und Füllmitteln, wie Kunstharzlack bzw. Tonerde.This is achieved by an insert protection compound, consisting of a Mixture of boric acid and / or boric anhydride and anhydrous binders and fillers, like synthetic resin lacquer or alumina.

Eine so gebildete Einsatzschutzmasse gewährleistet sowohl bei Gas- als auch bei Pulveraufkohlung eine sichere Schutzwirkung, die nicht auf einer glasurartigen, gasdichten Abdeckung, sondern auf Passivierung der zu schützenden Partien von Bauteiloberflächen durch Borsäure und/oder Borsäureanhydrid beruht.A protective mass formed in this way guarantees both gas and as well as with powder carburization a safe protective effect, which is not based on a glaze-like, gas-tight cover, but rather on passivation of the parts of the component surfaces to be protected based on boric acid and / or boric anhydride.

Im Gegensatz dazu lassen, wie Versuche gezeigt haben, die alkalisch reagierenden Alkaliborate, wie Borax od. dgl., diese passivierende Wirkung nicht erkennen.In contrast, as tests have shown, leave the alkaline reactive alkali borates, such as borax or the like, do not have this passivating effect recognize.

Die erfindungsgemäße Schutzmasse ist je nach Konsistenz tauch-, streich- oder, spritzfähig und bei allen legierten und unlegierten Stählen anwendbar. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Möglichkeit, die zu schützenden Partien scharf abzugrenzen, und aus der Unempfindlichkeit der Einsatzschutzmasse in bezug auf die Einsatztemperatur und -zeit. Als Bindemittel kann beispielsweise Kunstharzlack, als Füllmittel beispielsweise Tonerde od. dgl. verwendet werden.The protective mass according to the invention can be dipped, brushed or or, sprayable and applicable to all alloyed and unalloyed steels. Further Advantages result from the possibility of sharply delimiting the areas to be protected, and from the insensitivity of the protective compound in relation to the operating temperature and time. Synthetic resin lacquer can be used as a binder, for example, as a filler Alumina or the like can be used.

Der prozentuale Anteil der Borsäure bzw. des Borsäureanhydrids an der gebrauchsfertigen Einsatzschutzmasse ist abhängig von dem Verhältnis Borsäure bzw. Borsäureanhydrid zur Trockensubstanz des verwendeten Kunstharzlackes und kann je nach dem verwendeten Bindemittel etwa zwischen 1 1 und .1 : 4 variieren, ohne seine Schutzwirkung zu verlieren. -Da die Schutzmasse durch Spritzen,- Streichen öder Tauchen auf die zu schützenden Partien aufgebracht wird und daher stark wechselnde Mengen an Verdünnungsmittel zugesetzt werden müssen, kann der Anteil von Borsäure und/oder Borsäureanhydrid in Grenzfällen zwischen - 10 und 90% der gebrauchsfertigen Einsatzschutzmasse betragen.The percentage of boric acid or boric anhydride the ready-to-use protective compound depends on the ratio Boric acid or boric anhydride to the dry substance of the synthetic resin paint used and can vary between 1: 1 and .1: 4, depending on the binder used, without losing its protective effect. -As the protective mass by spraying, - painting or dipping is applied to the areas to be protected and therefore strongly changing Amounts of diluent must be added, the proportion of boric acid and / or boric anhydride in borderline cases between - 10 and 90% of the ready-to-use Use protection mass.

Eine beispielsweise Zusammensetzung der Masse kann wie folgt sein: 50% organische Bindemittel, beispielsweise Kunstharzlacke, bei einer Viskosität von 63 sec. Durchlauf bei 20° C im Fordbecher und bei einem Düsenquerschnitt von 2 mm, 40% Borsäureanhydrid Kerngröße kleiner als 0,1 mm, 70% Borsäure Kerngröße kleiner als 0,1 mm, 30% Tonerde Kerngröße kleiner als 0,1 mm.An example composition of the mass can be as follows: 50% organic binders, for example synthetic resin paints, with one viscosity of 63 sec. run at 20 ° C in the Ford cup and with a nozzle cross-section of 2 mm, 40% boric anhydride core size smaller than 0.1 mm, 70% boric acid core size smaller than 0.1 mm, 30% alumina core size smaller than 0.1 mm.

Die einzelnen Bestandteile der Einsatzschutzmasse lassen sich in der angegebenen Feinheit ohne Verwendung einer Abreibanlage durch Rühren knotenfrei miteinander vermengen und nach- diesem Vorgang, d. h. in gebrauchsfertigem Zustand, unbegrenzt lange Zeit lagern. Nach Einfahren der entsprechend abgedeckten Bauteile in den Aufkohlungsofen dient die Borsäure bzw. das Borsäureanhydrid anfänglich als Füllmittel. Beim Aufheizen- im Ofen wird nunmehr das organische Bindemittel zerstört, und die dabei entstehenden Verkökungsrückstände desselben, beispielsweise eines Kunstharzlackes, lagern sich als Füllmittel in die schmelzende Borsäure bzw. Borsäureanhydrid ein. Ein Zusatz von Substanzen, die bei Einsatztemperatur nicht schmelzen, wie Tonerde od. dgl., kann dann vorteilhaft sein, wenn nicht genügend Verkokungsrückstände des organischen Bindemittels anfallen.The individual components of the deployment protection compound can be found in the specified fineness without using a grinding machine by stirring knot-free Mix with each other and after this process, d. H. in ready-to-use condition, store for an unlimited period of time. After moving in the correspondingly covered components In the carburizing furnace, the boric acid or boric anhydride initially serves as the Filler. When heating up in the oven, the organic binder is now destroyed, and the resulting carbonization residues of the same, for example one Synthetic resin lacquers are stored as fillers in the melting boric acid or boric acid anhydride a. An addition of substances that do not melt at the operating temperature, such as clay Od. The like. Can be advantageous if there are not enough coking residues of the organic binding agent.

Die Einsatzschutzmasse läßt sich nach dem Aufkohlungsvorgang durch Abspülen in heißem Wasser oder durch Sandstrahlen mühelos entfernen, ohne Rückstände zu hinterlassen.The protective compound can be passed through after the carburizing process Rinse in hot water or remove easily by sandblasting without leaving any residue to leave behind.

Claims

PATENT CLAIM: Use protection compound, especially for the local area Protection against gas or powder carburization of steel, consisting of a mixture of Boric acid and / or boric anhydride and anhydrous binders and fillers, such as Synthetic resin paint or alumina. Publications considered: German Patent Specifications No. 341934, 517 077.