DE1771727B2 - Carburization process of steels in cyanide-free molten salts - Google Patents

Carburization process of steels in cyanide-free molten salts

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DE1771727B2 DE19681771727 DE1771727A DE1771727B2 DE 1771727 B2 DE1771727 B2 DE 1771727B2 DE 19681771727 DE19681771727 DE 19681771727 DE 1771727 A DE1771727 A DE 1771727A DE 1771727 B2 DE1771727 B2 DE 1771727B2
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Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufkohlung von Stahlen zwecks Einsittzhärtung in cyanidfreien Salzschmelzen mit Hilfe um Siliciumcarbid und elementarem Kohlenstoff in Verbindung mit metallischem Silicium als Katalysator.The invention relates to a method for carburizing steel for the purpose of hardening in cyanide-free Molten salt with the help of silicon carbide and elemental Carbon combined with metallic silicon as a catalyst.

uie Grundbedingung für das Härten von Stählen ist das Vorhandensein von Kohlenstoff im Stahl. Der Vorgang bei der Emsatzhärtung von Stählen besteht aus Aulkohlung und Abhärten. Es gibt gruindsätzlich arei Möglichkeiten Stahle aufzukohlen, nämlich die Liasautkoh ung, die Pulveraufkohlung und die Salz-Daaautkonlung. Die letzt genannte Aufkohlungsart wird großtechnisch zur Ze.t überwiegend in cyanidhalt.gen Salzbadern durchgeführt. Bei der Aufkohlunguie basic condition for hardening steels is the presence of carbon in steel. The process of further hardening of steels consists from charring and hardening. Basically there are possibilities to carburize steels, namely the Liasautkoh ung, the powder carburization and the salt-Daaautkonlung. The last-mentioned type of carburization is predominantly in cyanide content on an industrial scale at the time Salt baths carried out. When carburizing

tion b SPI Im Sa!zbad folSen(Je Reak"tion b SPI im Sa! zbad fol S en (Je Reak "

a ' a '

3 Fe \ 2 CO -> Fe3C+CO2 3 Fe \ 2 CO -> Fe 3 C + CO 2

Das zur Aufkohlung erforderliche KohlenmonoxidThe carbon monoxide required for carburization

fEdeiU£ikHnaktIOn VOn Cyanid im Salzbad nach tolgenden Reaktionen:fEdei U £ ikHn ACTION OF Cyanide in the salt bath after the following reactions:

2 NaCN 4 O2 ->2 NaCNO2 NaCN 4 O 2 -> 2 NaCNO

4 NaCNO -> Na2CO3 } CO-J-N2-I 2 NaCN Wesentliche NarhtP.i,. h · α vn u, ■ 4 NaCNO -> Na 2 CO 3 } CO-JN 2 -I 2 NaCN Essential NarhtP.i ,. h · α vn u, ■

hangen sSzbadeS s nd„' f H Λ""8 r V hang sSzbadeS s nd "'f H Λ"" 8 r V

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0 \y eS„ "ή?der Salzfrirf !f'n .T Thr als υ,ΐ /„ b.sen m der Salzschmelze durch die Reaktion FeO+CN -+ Fe CNO-0 \ y eS "" ή? Der Salzfrirf! F ' n .T T hr as υ, ΐ / " b.sen m the molten salt through the reaction FeO + CN - + Fe CNO-

5° Die Bemühungen zur Beseitigung dieser Mängel führten zur Entwicklung cyanidfreier Salzschmelzen auf der Basis Siliziumkarbid, Borkarbid und anderen nicht cyanidhaltigen Stoffen. So werden im Werk von A. N. Minkewitsch: Chemisch-thermische Oberflächenbehandlung von Stahl, auf den S. 128 bis 133, als Zementationsmittel Holzkohlepulver, Ruß, KaI-ziumkarbid und Siliziumkarbid genannt. Gleichzeitig wird beschrieben, daß sich die siliziumkarhidhaltigen Salzbäder an Stelle der cyanidhaltigen Salzbäder bewährt haben und sich durch besondere Beständigkeit auszeichnen sollen. 5 ° Efforts to remedy these deficiencies led to the development of cyanide-free molten salts based on silicon carbide, boron carbide and other non-cyanide-containing substances. In the work of AN Minkewitsch: Chemical-thermal surface treatment of steel, on pages 128 to 133, charcoal powder, carbon black, calcium carbide and silicon carbide are named as cementation agents. At the same time it is described that the salt baths containing silicon carbide have proven themselves in place of the salt baths containing cyanide and should be distinguished by particular resistance.

Es muß aber festgestellt werden, daß die bisher bekannten Verfahren zur Aufkohlung in cyanidfreien Salzschmelzen nur eine kurzzeitige Aufkohlung ermöglichten und ein großtechnischer Einsatz unter ökonomischen Bedingungen bisher nicht erfolgte.It must be noted, however, that the previously known methods for carburizing in cyanide-free Molten salt only allowed a short-term carburization and a large-scale use under economic conditions have not yet taken place.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Aufkohlung von Stählen in einem Salzbad zu betreiben, in dem die vorgenannten Mängel weitgehend beseitigt und auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.The purpose of the invention is to carry out the carburization of steels in a salt bath in which the aforementioned deficiencies are largely eliminated and reduced to a minimum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufkohlung von Stählen in cyanidfreien Salzschmelzen auf der Basis einer nicht aufkohlend wirkenden Grundschmelze, bestehend aus Chloriden und Carbonaten der Alkali- und Erdalkalimetalle, und in Gegenwart von elementarem Kohlenstoff sowie Siliciumkarbid zu entwickeln. Dieses Verfahren muß großtechnisch nutzbar sein, eine langandauernde Aufkohlungswirkung gestatten sowie mindestens die gleichen Kohlungsparameter gewährleisten, wie cvanidhaltige Salzschmelzen.The invention is based on the object of developing a method for carburizing steels in cyanide-free molten salts on the basis of a non-carburizing base melt, consisting of chlorides and carbonates of alkali and alkaline earth metals, and in the presence of elemental carbon and silicon carbide. This method must be industrially usable, allowing a long lasting Aufkohlungswirkung and at least ensure the sliding surfaces Kohlungsparameter as cvanidhaltige salt melts.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß in nicht aufkohlend wirkenden Salzschmelzen unter Zugabe von elementarem Kohlenstoff in Gegenwart von Siliciumcarbid und elementarem Silicium oder dessen Legierungen durch die katalytische Wirkung des Siliciums eine Aufkohlungswirkung erzielt wird, die ohne weitere Zugaben über mehrere Stunden anhält. Diese erfindungsgemäß erreichbare Aufkohlungswirkung kann nicht durch eine Erhöhung des Siliciumkarbidanteils in der Schmelze erreicht werden, weil sich dadurch das Badverhalten wesentlich verschlechten und somit eine praktische Verwendune unmöglich wird g According to the invention, the object is achieved in that in non-carburizing molten salts with the addition of elemental carbon in the presence of silicon carbide and elemental silicon or its alloys, the catalytic effect of silicon achieves a carburizing effect that lasts for several hours without further additions. This invention achievable Aufkohlungswirkung can not be achieved by increasing the Siliciumkarbidanteils in the melt, as this significantly verschlechten the bath behavior and thus a practical Verwendune impossible g

Die Erfi"du"g so" nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. The Erfi " du " g so "are explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Zu einer aus 70% Natriumcarbonat und 30% Natriumchlorid bestehenden Grundschmelze wurden im Verlaufe von 45 Betriebsstunden 20 Gewichtsprozent der Grundschmelze *n ^gabegemisch, bestehend aus SiIicium· Natriumcarbonat, Siliciumcarbid und Kohlenstoff, zugegeben.To a base melt consisting of 70% sodium carbonate and 30% sodium chloride, 20 percent by weight of the base melt, consisting of silicon, sodium carbonate, silicon carbide and carbon, was added in the course of 45 operating hours.

Ähnliche Ergebnisse werden erreicht, wenn die nicht aufkohlcnd wirkende Crundschmelze aus Chloriden und Carbonaten der Erdalkalimetalle im Gemisch mit Chloriden und Carbonaten der Alkalimetalle besteht. In diesem belasteten Bad ergeben sich bei einer Temperatur zwischen 750 und 1200 C, zweckmäßiger-Similar results are achieved if the non - carburizing molten mass consists of chlorides and carbonates of the alkaline earth metals in a mixture with chlorides and carbonates of the alkali metals. In this polluted bath at a temperature between 750 and 1200 C, expedient-

des Cyanids eintritt.of the cyanide occurs.

ic»ic »

der Akt.v,tatssteuerung mittels des C-Werts zu sehen.the Act.v, actual control can be seen by means of the C value.

8 Stundet = 1.75 mm8 hours = 1.75 mm

Diese Ergebnisse sind über
triebsstunden reproduzierbar.
These results are over
operating hours reproducible.

Durch das Verfahren werden im Aufkohlungsbad
an allen Stellen die gleichen Ergebnisse erreicht. Bei
Erhöhung der Temperatur ist es möglich, die Auf-
The process is carried out in the carburizing bath
achieved the same results in all places. at
Increasing the temperature, it is possible to

mehrere tausend Be- kohlungszeiten erheblich zu reduzieren. Dabei ist es chne Bedeutung und ohne Einfluß welche Art Tiegel Verwendung finden, so daß sich sowohl im Metalltiegel, als auch im ausgemauerten Tiegel die gleiche Wirkung erzielen läßt.Significantly reduce several thousand coaling times. It is there of little importance and without any influence which type of crucible is used, so that both in the metal crucible, as well as in the brick-lined crucible can achieve the same effect.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: A)A) I. Verfahren zum Aufkohlen von Stählen in cyanidfreien Salzschmelzen aus Chloriden und Carbonaten der Alkali- und Erdalkalimetalle mit Gehalten an elementarem Kohlenstoff und Siliciumcarbid dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze außerdem elementares Silicium oder Siliciumlegierungen zugefügt werden und das Verfahren bei Temperaturen zwischen 750 und 1200 C betrieben wird.I. Process for the carburization of steels in cyanide-free molten salts from chlorides and Carbonates of the alkali and alkaline earth metals with contents of elemental carbon and silicon carbide characterized in that the melt also elemental silicon or Silicon alloys are added and the process at temperatures between 750 and 1200 C. is operated. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufkohlung bei Temperaturen von 900 bis 1000 C durchgeführt wird.2. The method according to claim I, characterized in that the carburization at temperatures from 900 to 1000 C. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silicium elementar oder in Form seiner Legierungen in einem Gemisch mit Siliciumcarbid-Kohlcnsioff und Alkali-Carbonaten in Pukerform oder als Preßlinge der Grundschmrlze zugesetzt wird.3. The method according to claim I and 2, characterized in that the silicon is elementary or in the form of its alloys in a mixture with silicon carbide carbon and alkali carbonates in powder form or as pellets of the base melt is added.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3048607A1 (en) * 1980-12-23 1982-07-01 Goerig & Co GmbH & Co KG, 6800 Mannheim ENVIRONMENTALLY FRIENDLY PROCESS FOR CARBONING STEEL IN THE SALZBAD

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3048607A1 (en) * 1980-12-23 1982-07-01 Goerig & Co GmbH & Co KG, 6800 Mannheim ENVIRONMENTALLY FRIENDLY PROCESS FOR CARBONING STEEL IN THE SALZBAD

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