DE2411827C2

DE2411827C2 - Beim Härten von Metall, insbesondere von Stahl, zu verwendende Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit

Info

Publication number: DE2411827C2
Application number: DE2411827A
Authority: DE
Inventors: Hans Fleischer; Ekkehard 7050 Waiblingen Mohr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-12
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1982-07-29
Also published as: DE2411827A1

Description

Die Erfindung betrifft eine beim Härten von Metall, insbesondere von Stahl, zu verwendende Abschreckoder Anlaßflüssigkeit.

Es sind Abschreck- oder Anlaßflüssigkeiten für die Verwendung beim Härten bekannt, die vorwiegend aus mineralischen, tierischen oder pflanzlichen ölen sowie aus Mischungen dieser öle bestehen und die im allgemeinen außerdem Wirkstoffzusätze enthalten, welche die Abkühlung des zu härtenden Gutes beschleunigen. Außerdem werden die vorgenannten Härteöle teilweise auch noch mit Zusätzen, z. B. Emulgatoren, versehen, die den Zweck haben, zu bewirken, daß der Ölfilm an den gehärteten Teilen mit Wasser besser abgewaschen werden kann. Weiterhin werden auch Emulsionen und wässerige Lösungen von wasserlöslichen, hochmolekularen, organischen Verbindungen als Abschreckflüssigkeit für die Stahlhärtung verwendet. Auch sind wässerige Lösungen von speziellen Salzen als Abschreckflüssigkeiten bekannt. Schließlich finden auch niedrigschmelzende Salzgemische Verwendung.

Insbesondere die mineralischen, tierischen oder pflanzlichen öle oder Gemische aus diesen enthaltenden Abschreck- oder Anlaßflüssigkeiten weisen den Nachteil auf, daß sie unter Einwirkung von Wärme, und zwar schon bei Temperaturen ab 40° C zur Autoxidation neigen. Über 100° C weisen sie bereits eine starke Oxidationsneigung auf. Ihre Verwendung führt außerdem zur Bildung von unlösbaren Rückständen, vorzugsweise Schlammrückständen, die als Ablagerungen in den Harteanlagen und an den Werkstücken äußerst störend sind. Daher erfordert das Nachbearbeiten des Härtegutes einen wesentlichen Aufwand, wobei die Beseitigung der meist in Wasser abzuwaschenden ölrückstände besonders schwierig und kostspielig ist und vielfach nicht einmal zu einem vollständigen Erfolg führt Außerdem trägt das hierbei zustande kommende Abwasser zur Umweltverschmutzung bei.

Darüber hinaus sind die obengenannten bekannten

ίο Härteöle sehr leicht entzündbar, so daß es immer wieder zu Härteöibränden mit verheerenden Folgen kommt Diese Brände entstehen häufig durch eine zu hohe thermische Belastung des Härteöls. Infolge technischer Mängel kommt es auch häufig vor, daß die glühenden Werkstücke nicht vollständig in das Abschreckbad gelangen und ihre glühende Teile das Härteöl schnell in Brand setzen. Brände entstehen auch bisweilen durch Undichtwerden der zum Rückkühlen des Härteöls dienenden Kühlwasserschlangen. Schon wenn geringe Wassermengen in das Härteöl einbrechen, kommt bei dem nachfolgenden Abschreckvorgang eine starke Schaumbildung zustande, die zum Überschäumen des Ölbades führt. Hierdurch entsteht ein Brand sowohl des Härtebades als auch der überlaufenden und übergelau-

fenen ölmengen. Bei Härteöibränden kommt es außerdem zwangsläufig wegen Sauerstoffmangels zu stärkster Qualm- und Rußbildung, so daß in den Fertigungsräumen nach kürzester Zeit keine Sicht mehr besteht und der Brand nur unter größten Schwierigkeiten bekämpft werden kann, wobei auch Rauchgasvergiftungen zu befürchten sind.

Im übrigen kommt es grundsätzlich bei der Verwendung von öl als Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit zu einer Belästigung der Anwesenden durch den Öldunst und außerdem durch diesen zur Luftverschmutzung innerhalb und außerhalb der Härteräume.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine Abschreck- bzw. Anlaßflüssigkeit zu schaffen, die leicht wasserlöslich und abwasserunschädlich ist, eine hohe thermische Stabilität besitzt, praktisch keine störende Rückstandsbildung aufweist und schließlich einen hohen Flammpunkt aufweist und daher nur schwer brennbar ist.

Gemäß der Erfindung besteht die Flüssigkeit vorwiegend aus Polyalkylenglykolen. Zweckmäßig besteht sie vorwiegend aus Polyäthyienglykolen unter Einschluß von deren Polymerisationshomologen der allgemeinen chemischen Formel

HO · (Ch₂ · CH₂ · O)_nH mit einem mittleren Molekulargewicht von 200 bis 6000 (n = 7 bis 135) und vorzugsweise einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 1000 (n = 9 bis 22). Vorteilhaft besitzen die Polyalkylenglykole eine Hydroxylzahl (mg KOH/g) von 100 bis 600, vorzugsweise von 150 bis 400. Die Flüssigkeit kann auch vorwiegend aus Mischpolymeren aus Äthylenoxid und Propylenoxid bestehen.

Vorteilhaft sind der Flüssigkeit andere in ihr lösbare, die Abschreckwirkung erhöhende, organische Substanzen, insbesondere ähnliche Polymere, in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-°/o, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, zugemischt. Die Flüssigkeit enthält außerdem zweckmäßig 0,1 bis 40 Gew.-°/o, vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, Wasser.
Die vorgenannte Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit gemäß der Erfindung besitzt gegenüber den bekannten Abschreck- oder Anlaßflüssigkeiten folgende Vorteile:

Die Flüssigkeit ist leicht und in vollem Umfange

wasserlöslich, so daß die gehärteten Teile leicht mit

Hilfe von Wasser gereinigt werden können. Die Flüssigkeit ist weiterhin abwasserunschädlich. Sie besitzt eine außergewöhniich große thermische Stabilität, so daß keine Autoxidation eintritt Es kommt daher auch nicht zu der Rückstands- und Schlammbildung, wie sie sonst bei der Verbrennung der bekannten Härteöle zustande kommt Vielmehr besitzt die Flüssigkeit gemäß der Erfindung außergewöhnlich variable Anwendungsmöglichkeiten, da sich ihr Leistungs- und Anwendungsbereich von demjenigen von niedrigviskosen Hochleistungsabschreckölen bis zu demjenigen von viskosen Warmbad- und Anlaßölen erstreckt

Die Abschreck- und Anlaßflüssigkeit gemäß der Erfindung besitzt weiterhin einen höheren Flamm- und Brennpunkt als die bekannten höherviskosen Warmbadhärteöle. Sie brennt nur schwer mit kurzer, nicht rußender, rückstandsloser Flamme, so daß auch keine Qualmbildung entsteht Bei einem Brand werden auch nur geringe Wärmemengen freigesetzt, so daß der

Brand sich nicht aufschaukelt, sondern eine rückläufige Tendenz besitzt

Beispiel

in einem offenen Härtebehälter, der eine aus einer Mischung von Polyäthylenglykol und Polypropylenglykol bestehende Flüssigkeit enthielt, wurden glühende Stahlteile in kurzer Zeitfolge abgeschreckt Die Härteflüssigkeit wurde bis auf 300°C, d.h. über den Brennpunkt erhitzt und die Oberfläche des Bades in Brand gesetzt Es trat nur ein schwaches Flammbild mit verhältnismäßig geringer Wärmeabstrahlung auf. Allein infolge der Einwirkung der Wärmeabstrahlung des Härtebehälters über seine Außenwände verringerten sich die Flammen und erloschen nach einiger Zeit vollständig.

Der vorstehende Effekt ist durch Umwälzen der Flüssigkeit in kürzester Zeit erreichbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Beim Härten von Metall, insbesondere Stahl, zu verwendende Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vorwiegend aus Polyalkylenglykolen besteht

2. Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vorwiegend aus Polyäthyienglykolen unter Einschluß von deren Polymerisationshomologen der allgemeinen chemischen Formel HO · (Ch₂ · Ch₂ - O)_nH mit einem mittleren Molekulargewicht von 200 bis 6000 (n = 7 bis 135) und vorzugsweise einem mittleren Molekulargewicht von 340 bis 1000 (n = 9 bis 22) besteht

3. Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Polyalkylenglykole eine Hydroxylzahl (mgKOH/g) von 100 bis 600, vorzugsweise von 150 bis 400, besitzen.

4. Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vorwiegend aus Mischpolymeren aus Äthylenoxid und Propylenoxid besteht.

5. Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit andere in ihr lösbare, die Abschreckwirkung erhöhende, organische Substanzen, insbesondere ähnliche Polymere, in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, zugemischt sind.

6. Abschreck- oder Anlaßflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit 0,1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, Wasser enthält.