DE1811591A1 - Abschreckfluessigkeit bei der Induktions- und Flammenhaertung - Google Patents

Description

Henkel & Cie GmbH . Düsseldorf, den28.il.1968

Patentabteilung

Dr. Ar/Ge 1811591

Patentanmeldung

"Abschreckflüssigkeit bei der Induktions- und Flammenhärtung"

J Die Erfindung betrifft die Verwendung einer wäßrigen Lö- ^ sung, die wasserlösliche Amine oder Alkylolamine sowie Monocarbonsäuren oder Alkoxy essigsauren enthält, als Abschreckflüssigkeit bei der Induktions- und Flammenhärtung.

Es ist bekannt, als Zusatz zum Abschreckwasser bei der Induktions- und Flammenhärtung hochmolekulare Verbindungen, wie beispielsweise Polyoxyalkylenglykole oder auch Gemische von Polyglykolen mit langkettigen Seifen unter evtl. Zusatz von anionischen Tensiden zu verwenden. Bei diesen Zusätzen, die an sich den Härteprozeß günstig beeinflussen, treten aber vielfach Schwierigkeiten durch Ausfällung der Kalkseifen oder Rostbildung auf. Die Kalkseifenbildung be- (f einträchtigt hierbei den Härteprozeß, und es wäre daher erforderlich, in solchen Fällen voll- oder teilentsalztes Wasser zu verwenden. Dies führt aber wiederum zu einem starken unerwünschten Schäumen der Lösungen. Es war ferner vielfach erforderlich, den Rostschutz durch Zusatz weiterer spezieller Komponenten zu verbessern. Bei Ver wendung von hochmolekularen Verbindungen besteht die Gefahr, daß sich unerwünschte schwerlösliche überzüge bilden.

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Henkel & Cie GmbH '"

Patentabteilung

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Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile durch die nachstehend beschriebene neue Arbeitsweise vermeiden lassen. Diese ist gekennzeichnet durch die Verwendung einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt an 0,1 bis 1,5 Gew.% wasserlöslichem Amin oder Alkylolamin sowie 0,1 bis 1,5 Gew.% einer Monocarbonsäure oder Alkoxyessigsäure mit 7 bis 11 C-Atomen, wobei das wasserlösliche Amin oder Alkylolamin im stöchiometrischen Überschuß' vorhanden ist, als Abschreckflüssigkeit bei der Induktions- und Fla'mmenhärtung.

Geeignete wasserlösliche Amine, die geradkettig oder verzweigt sein können, sind Monoäthylamin, Diäthylamin, Triäthylamin, Propylamin, Isopropylamin, Butylamin, Ä'thylendiamin, Diäthylentriamih, 2-Aminoäthyläthylenglykol oder auch ringförmige Amine, wie Piperidin und Morpholin. Vorzugsweise werden technisch leicht zugängliche wasserlösliche Alkanol- . · amine wie Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, A'thyldiäthanolamin und vorzugsweise Monoäthanolamin, Diäthanolamin und Triäthanolamin verwendet.

Geeignete Monocarbonsäuren sind insbesondere aliphatische und/oder aromatische Carbonsäuren mit der angegebenen Kohlenstoff zahl. Diese können gradkettig oder verzweigt, natürlichen

oder synthetischen Ursprungs sein. Demgemäß werden Säuren wie önanthsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure oder die entsprechenden verzweigten Säuren und als aromatische Säuren insbesondere Benzoesäure und Salicylsäure verwendet.. .Als Alkoxyessigsäure kommen Verbindungen wie ' Pentyloxy-, Hexyloxy- oder Octyloxyessigsäure in Betracht. Die genannten wasserlöslichen Amine oder Alkylolamine sowie Monocarbonsäuren bzw. Alkoxyessigsäuren können, einzeln . oder im Gemisch verwendet werden.

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Die wasserlöslichen Amine oder Alkylolamine werden im stöchiometrischen Überschuß gegenüber den Monocarbonsäuren bzw. Alkoxyessigsäuren eingesetzt,-wobei vorzugsweise das Molverhältnis 1,1 : 1 bis 2 : 1 betragen soll. Ein höherer Überschuß an Aminen bringt im allgemeinen keine Vorteile. Er wirkt sich jedoch auch nicht nachteilig aus.

Der Gehalt an wasserlöslichen Aminen oder Alkylolaminen sowie an Monocarbonsäuren oder Alkoxyessigsäuren beträgt jeweils 0,1 bis 1,5 Gew.^, vorzugsweise 0,1 bis 0,4 Gew.^. Es können auch höhere Konzentrationen angewandt werden. Diese bringen jedoch keine technischen Vorteile.

Die Anwendung der neuen Abschreckflüssigkeit erfolgt in üblicher Weise bei der Induktions- und Flammenhärtung von Stahlteilen,vorzugsweise aus leichtlegierten Schmiedeteilen wie Kurbelwellen, Nockenwellen, Zahnräder und ähnlichen Maschinenteilen.

Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise werden ausgezeichnete Resultate beim Härteprozeß sowie ein sehr guter Rostschutz, auch besonders bei rostempfindlichen Teilen erzielt. Bei rißempfindlichen Werkstücken wird eine starke Verminderung der Härterißgefahr erreicht. Blanke klare Lösungen werden auch bei Verwendung harter Wässer, zur Herstellung der Abschreckflüssigkeiten erhalten, vornehmlich wenn im bevorzugten Konzentrationsbereioh gearbeitet wird.

Bei den Prozentangaben in den nachstehenden Beispielen handelt es sich um Gewichtsprozente, soweit nichts anderes angegeben ist.

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Beispiel 1

Kurbelwellen aus leicht legiertem Schmiedestahl (0,34 % Kohlenstoff, 1 % Chrom, 0,7 - 0,8 % Mangan) wurden mit Hilfe einer Inductions- und Flammen-Härteanlage auf eine Temperatur von 8OO -1100° C gebracht. Anschließend wurden die Kurbelwellen in eine Abschreckflüssigkeit, die 0,28 % Triäthanolarnin, 0,22 % Caprylsäure, Rest Wasser (14° d.H.) enthielt, abgekühlt. Das Abschreckwasser zeigte keinerlei Trübungen. Es traten keine Härterisse auf, und es wurde ein guter Rostschutz bei den so behandelten Teilen erzielt.

Gleich gute Ergebnisse wurden erhalten, wenn wäßrige AbsGhrecklosungen der folgenden Zusammensetzung verwendet wurden:

a) 0,75 % Morpholin 0,75 % önanthsäure Rest Wasser (14° d.H.)

bzw.

b) 1,0 % Diäthanolamin

1,0 % Dimethyl-hexansäure (Isooctansäure) Rest Wasser (14° d.H.) bzw.

c) 0,7 % Diisopropanolamin

0,7 % 3,5,5-Trimethyl-hexansäure .(Isononansäure) Rest Wasser (14° dvH.)

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D 3784
Beispiel 2

Zahnräder aus Automatenstahl wurden auf Temperaturen von 800 - 1000° C in eine Induktions- und Flammen-' Härtanlage gebracht und anschließend abgeschreckt mit einer Lösung der folgenden Zusammensetzung:

1,0 % ~$,5,5-Trimethyl-hexansäure

(Isononansäure) 1,0 % Triäthanolamin Rest Wasser (17° d.H.) |

Es trat keinerlei Bildung von Härterissen auf und die Abschreckflüssigkeit, die keine Trübungen zeigte, verlieh den Teilen einen guten Korrosionsschutz.

Die gleichen Ergebnisse konnten mit einer Abschreckflüsigkeit erzielt werden, die

0,3 % Benzoesäure .

0,7 % 3,5,5-TrimethyI-hexansäure

(isononansäure) 1,0 $> Triäthanolamin Rest Wasser (17° d.H.)

enthielt. ™

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Patentabteilung · - - O -

D 3784

Beispiel 3

Kleinteile aus härtbaren Stahllegierürigen wurden, wie im Beispiel 1 beschrieben, einer Induktions- und Flammenhärtung unterworfen. Als Abschreckflüssigke-it wurde eine Lösung verwendet, die

0,48 % Diäthanolamin 0,32 % Caprylsäure Rest Wasser.(6° d.H.)

enthielt.

Die so behandelten Teile waren einwandfrei gehärtet und zeigten einen guten Rostschutz.

Gleich.gute Ergebnisse:wurden bei Verwendung einer der nachstehend aufgeführten Abschreckflüssigkeiten erzielt:

a) 0,38 % Monoäthanolamin ■ 0,62 % Benzoesäure Rest Wasser (6° d.H.)

b) 0,9 % Triäthanolamin

0,1 % Caprinsäure .

Rest Wasser (3° d.H.)

0) 0,40 % Diäthanolamin 0,65 % Alkoxyessigsäure

hergestellt durch Umsetzung eines Pettalkoholgemisches . , (Kohlenstoffkettenlänge Cg - Cq) mit Chloressigsäure Rest Wasser (?° d.H.) ,

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Claims (3)

Patentabteilung " 1 " D 3784 Patentansprüche

1) Verwendung einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt an 0,1 - 1,5 Gew.$ wasserlöslichem Amin oder Alkylolamin sowie 0,1 - 1,5 Gew.% Monocarbonsäure oder Alkoxyessigsäure mit 7-11 C-Atoraen, wobei das wasserlösliche Amin oder Alkylolamin im stöchiometrischen Überschuß vorhanden ist, als Abschreckflüssigkeit bei der Induktions- und Flammenhärtung.

2) Verwendung einer Lösung gemäß Anspruch 1 mit einem Molverhältnis Amin bzw. Alkylolamin zu Monocarbonsäure bzw. Alkoxyessigsäure von 1,1 :· 1 bis 2:1.

3) Verwendung einer Lösung gemäß Anspruch 1 und 2 mit ■ einem Gehalt an 0,1 - 0,4 % wasserlöslichem Amin oder Alkylolamin sowie 0,1 - 0,4 % einer Monocarbonsäure oder Alkoxyessigsäure mit 7 -'11 C-Atomen.

•Henkel & Cie. GmbH

i.V.

(Dr. Haas) (Dr. Arnold/)

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