DE1234482B

DE1234482B - Verfahren zur Reinigung von Metalloberflaechen

Info

Publication number: DE1234482B
Application number: DE1961F0033626
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz-Rolf Meyer; Dr Hans Kyri
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1961-04-08
Filing date: 1961-04-08
Publication date: 1967-02-16
Also published as: BE616027A; LU41396A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl:

C23g

Deutsche Kl.: 48 d2-1/28

Nummer: 1234482

Aktenzeichen: F33626VTb/48d2

Anmeldetag: 8. April 1961

Auslegetag: 16. Februar 1967

Die Entzunderung von Metallen, insbesondere von Stahl- und Eisenlegierungen sowie Legierungen der Metalle der Eisengruppe, stellt bei der Herstellung von Halbfabrikaten ein wichtiges Problem dar. Die Oberflächen der Halbfabrikate müssen für die Kontrolle und für die Auslieferung eine saubere, zunderfreie Oberfläche aufweisen. Die Reinigung geschah bisher durch Beizen, mechanische Entzunderung wie Sandstrahlen oder durch Abflämmen. Das Beizen ist relativ einfach, ergibt aber einen großen Anfall an nicht verwendbaren Beizlaugen, deren Aufarbeitung oder Beseitigung bisher noch nicht befriedigend gelöst werden konnte. Die mechanische Entzunderung sowie das Abflämmen sind kostspielige Arbeitsgänge, die einen gesonderten Arbeitsprozeß erfordern.

Es ist bekannt, die Entfernung des Zunders in einem gesonderten Arbeitsprozeß durchzuführen, indem man einen Emailschlicker auf die Metalloberfläche aufspritzt, diesen trocknet und durch Erhitzen aufschmilzt. Bei geeigneter Zusammensetzung des Emails ergeben sich beim Abkühlen innerhalb der Emailschicht so hohe Spannungen, daß diese spontan abplatzt und den Zunder von der Metalloberfläche mit abreißt. Das besondere Kennzeichen des hierfür bisher verwendeten Emails ist die Freiheit von Alkalioxiden und von Natriumoxid im besonderen. Diese Maßnahme erschien notwendig, da die Alkalioxyde den thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines solchen Emails angeblich drastisch erhöhen und damit das Ausbilden der erwünschten Spannungen zwischen Metall und Email im kalten Zustand verhindern. Der Verzicht auf die Verwendung von Alkalioxiden in diesem Email bedeutet eine nicht unbeträchtliche Einschränkung in den Arbeitstemperaturen und in der Benetzungsfähigkeit des Emails für die Zunderschichten und kann nur durch einen größeren Anteil an toxischem Barium teilweise ausgeglichen werden.

Es sind ferner laut französischer Patentschrift

792 913 Gläser mit relativ hohem Gehalt an B₂O₃

bekannt, die für das Überziehen von Natriumdampflampen vorgesehen sind, um diese gegen den Angriff von Natriumdampf zu schützen. Die thermische Ausdehnung dieser Gläser ist auf Grund der restlichen Komponente wie Natriumoxid, Aluminiumoxid und Bariumoxid jedoch so hoch, daß bei ihrer Anwendung auf Stahl die zum Abplatzen der Glasschicht beim Abkühlen notwendigen Spannungen ausbleiben.

In der schwedischen Patentschrift 149 348 wird eine Schmelze aus Natriumhydroxid, Borax, Natriumcarbonat und einem sehr geringen Anteil an Natrium-Verfahren zur Reinigung von Metalloberflächen

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:
Dr. Fritz-Rolf Meyer,
Dr. Hans Kyri, Köln-Stammheim

silicat beschrieben, die zur Reinigung von Metalloberflächen dienen soll. Der weit über das Verhältnis Na₂O zu B₂O₃ an Borax hinausgehende Anteil von Na₂O ergibt ebenfalls Schmelzen von extrem hoher thermischer Ausdehnung, so daß diese auch nach dem Erkalten nur in einem zusätzlichen Arbeitsgang von der Metalloberfläche entfernt werden können.

Es wurde nun ein Verfahren zur Reinigung von Metalloberflächen, insbesondere zum Entzundern von Eisen- und Stahloberflächen, unter Verwendung von Borsilicatgläsern mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten unter etwa 70 · 1O^-7 bei Temperaturen von etwa 0 bis 100° C und einem Gehalt von 50 bis 75 Gewichtsprozent Boroxid und 5 bis 12 Gewichtsprozent Alkalioxid gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das feinzerteilte Borsilicatglas auf die heißen Metalloberflächen aufgebracht, in der eigenen Hitze des Metalls zu einem geschlossenen Überzug aufgeschmolzen und durch Abkühlen wieder entfernt wird.

Es wurde gefunden, daß überraschenderweise glasartige Borosilicate mit dem erforderlichen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten keineswegs alkalifrei sein müssen. Es gelingt vielmehr, sogar unter Verzicht auf das giftige Barium, geeignete Zusammensetzungen auszuarbeiten, die bis zu 12°/o Alkalioxid, vorzugsweise Natriumoxid, enthalten, und deren thermischer Ausdehnungskoeffizient nur unwesentlich höher als jener einer alkalifreien Zusammensetzung ist, die bei der Verarbeitungstemperatur von 800 bis 1000° C ein ausreichendes Fließverhalten besitzt. Dabei hat sich gezeigt, daß diese Gläser ein besonders hohes Lösevermögen für Eisenoxide besitzen. Die oberste Grenze des linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, bei dem die Spannungen zum spontanen Abplatzen vom Metall noch ausreichen, liegt etwa bei 70 · 10~⁷. Die Erkenntnis, daß alkalioxidhaltige Gläser einen derart

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Claims

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niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten be- temperatur von 850° C aufgepudert. Das Email versitzen können, steht im Widerspruch zu der bis- schmolz zu einer glatten Schicht. Beim Abkühlen herigen Auffassung vom Einfluß der Alkalioxide auf des Stahlknüppels platzte die Emailschicht unterden thermischen Ausdehnungskoeffizienten glas- halb 200° C ab und legte die silberhelle, blanke artiger Borosilicate. 5 Metalloberfläche frei. Die abgeplatzten Emailblätt-Die Zusammensetzung der Emailglasur für die chen zeigten eine Schichtdicke von 0,2 bis 0,3 mm. Entzunderung der Metalloberflächen kann durch Zusätze von Oxiden der Elemente der zweiten Gruppe Beispiel 2 des periodischen Systems variiert werden, und zwar Das im Beispiel 1 genannte Email wurde auf ein innerhalb folgender Grenzen: io rundes Grobblech von 25 mm Dicke nach dem Glü-

B₂O₃ 50 bis 75 Gewichtsprozent hen beidseitig aufgestreut so daß es zu einem glätten

^{23 r} Film verschmolz. Das Blech wurde anschließend zu

^Sl02 10 bis 30 Gewichtsprozent _einem Kesselboden verformt. Beim Erkalten sprang

Na₂OK₂O 5 bis 12 Gewichtsprozent das Email unter Freilegung des blanken Metalls ab.

MgO₅CaO₃ZnO 3 bis 10 Gewichtsprozent ¹S Geringe Reste an den Innenkrümmungen konnten

durch kurzes Berühren mit einer Flamme zum Ab-

Die für die erfindungsgemäß zu verwendenden springen gebracht werden. Emails sind so leichtflüssig, daß zu ihrem Glatt-

schmelzen die Temperatur der Metalle nach ihrer Patentansprüche: Verarbeitung bei Rotglut noch durchaus ausreicht. 20 1. Verfahren zur Reinigung von Metallober-Es ist daher möglich, sie unmittelbar nach der Ver- flächen, insbesondere zum Entzundern von Eisenarbeitung der Metalle aufzubringen und die Rest- und Stahloberflächen, unter Verwendung von hitze zum Aufschmelzen des glasartigen Filmes aus- Borsilicatgläsern mit einem linearen Ausdehzunützen. Ein geeignetes Verfahren zur Aufbringung nungskoeffizienten unter etwa 70 · 10~⁷ bei Temist das Aufstreuen (Pudern) des gepulverten Emails, 25 peraturen von etwa 0 bis 100° C und einem Geeventuell unter Anwendung elektrischer Felder, auf halt von 50 bis 75 Gewichtsprozent Boroxid und die heißen Metalloberflächen, nachdem sie — wie 5 bis 12Gewichtsprozent Alkalioxid, dadurch in der Metallindustrie allgemein üblich — durch gekennzeichnet, daß das feinzerteilte Borein kurzes Ansprühen mit Wasser vom größten Teil silicatglas auf die heißen Metalloberflächen aufdes groben Zunders befreit wurden. Infolge des 30 gebracht, in der eigenen Hitze des Metalls zu Alkaligehaltes sind diese Emails sehr leichtflüssig einem geschlossenen Überzug aufgeschmolzen und benetzen dadurch den Restzunder sehr rasch und durch Abkühlen wieder entfernt wird, und vollständig. Beim Abkühlen platzen die so er- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gezeugten Schichten spontan von der Metalloberfläche kennzeichnet, daß ein Borsilicatglas der Zuab und legen das blanke Metall frei. Um das spon- 35 sammensetzung tane Abplatzen zu sichern, ist es notwendig, daß an ..,.__ ^, ., „ ., der Oberfläche der erzeugten Schicht ein geschlos- ^{50 bis 75} Gewichtsprozent Boroxid, sener, glasartiger Film besteht, der selbst noch vor- 10 bis 30 Gewichtsprozent Siliciumoxid, handene gröbere Zunderstellen völlig abdeckt. Das 5 bis 12 Gewichtsprozent Natriumoxid abgeplatzte Glas kann, gegebenenfalls nach ober- 40 und/oder Kaliumoxid, flächlicher Reinigung von anhaftendem Zunder, noch 3 bis 10 Gewichtsprozent Magnesiumoxid, mehrere Male zur Entzunderung eingesetzt werden. Calciumoxid und/oder Zinkoxid

Beispiel ¹ verwendet wird.

Es wurde ein Email folgender Zusammensetzung 45 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch

erschmolzen: gekennzeichnet, daß das feingepulverte Bor-

g Q JQ₀, silicatglas auf die heißen Metalloberflächen auf-

^{2 s} ° gepudert oder elektrostatisch aufgesprüht wird.

^6ιυ2 ¹⁵ '" ' 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch

Na₂O 9⁹/ο ₅o gekennzeichnet, daß das fein gepulverte Bor-

ZnO 3 Vo silicatglas bei Temperaturen von 800 bis

MgO 3 °/o 1000° C auf die Metalloberflächen gebracht wird.

und nach dem klären Durchschmelzen in eine Eisen- In Betracht gezogene Druckschriften:

form ausgegossen und zum Erstarren gebracht. 55 Französische Patentschrift Nr. 792913;

Dieses Email wurde vermählen und auf einen Stahl- »Chemisches Zentralblatt«, 1959, S. 2610 (schweknüppel nach dem Walzen bei einer Oberflächen- disches Patent Nr. 149 348).

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