DE2514398A1 - Salzbad zur abschreckung badnitrierter bauteile - Google Patents
Salzbad zur abschreckung badnitrierter bauteileInfo
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Description
DEUTSCHE GOLD- UlID SILBER-SCHSIDEAITSTALT VOPJ-IALS ROESSLER
6000 Frankfurt am Hain, Weißfrauenstraße 9
Salzbad zur Abschreckung badnitrierter Bauteile
Die Erfindung betrifft Salzbäder zum Abkühlen von Bauteilen
aus Stahl und Eisen, die in cyanidarmen, cyanatreichen Hitriersalzbädern oder in anderen cyaiiidhaltigen Salzbädern
behandelt wurden.
Pur das Abschrecken von !Bauteilen aus Stehl und Eisen, die
in Salzbädern oder GasatmoSphären auf Austenitisierungsteraperatur
erwärmt wurden, sind seit längerer Zeit Salzbäder in
Gebrauch, die bei Temperaturen um 200° C arbeiten. Salzbäder für diesen Verwendungszweck (Warmbäder) bestehen im allgemeinen
aus nitraten und Hitriten der Alkalimetalle. Der wesentliche Vorteil dieser Abschreckmethode ist eine starke
Verminderung der mit dem Härten verbundenen Verzüge der Bauteile·
Dieses Verfahren ist auch anwendbar, wenn die Bauteile zuvor in cyanidhaltigen Salzbädern behandelt wurden, z.B. um sie
aufzukohlen. Die an der Oberfläche der Bauteile haftenbleibenden und ins Warmbad eingeschleppten cyanidhaltigen Salze
werden dabei durch Oxidation zerstört, so daß die anschließend verwendeten Waschwässer cyanidfrei sind. Der Cyanidgehalt des
■fcur Austenitisierung bzw. Aufkohlung verwendeten Salzbades
ist dabei aber auf etwa 10 Gew.-^ (berechnet als liaCH) limitiert, da bei höheren Cyanidkonzentrationen zwischen dem
cyanidhaltigen Salz und dem nitrat-nitrithaltigen Warmbadsala
außerordentlich heftige Reaktionen stattfinden können.
Diese LiMtierung des Cyanidgehaltes führte dazu, daß bei der
Durchführung des Salzbadnitrierens die Verwendung nitratnitrithaltiger Salzschmelzen zum Abschrecken der behandelten
Bauteile nicht möglich war, weil der Cyanidgehalt in diesen ITitrierbädern mit Konzentrationen zwischen 40 und 50 $>
KaCIi viel zu hoch lag.
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Nachdem in letzter Zeit Hitriersalzbäder bekannt wurden (DT-OS 23 10 815), deren Cyanidgehalt bei maximal 5 i*
HaCH liegt, lag die Vermutung nahe, daß man Bauteile aus Bädern dieser Zusammensetzung in den bekannten nitratnitrithaltigen
Salzbädern abschrecken könnte, ohne eine zu heftige Reaktion befürchten zu müssen. Entsprechende Versuche
zeigten jedoch, daß diese Vermutung aus zweierlei Gründen nicht zutrifft. Erstens findet bei bestimmten Bauteilen, bei
denen aufgrund ihrer Form sehr viel llitrierbadschlamm mit in
das Warmbad übergeschleppt wird, eine noch nicht geklärte Reaktion statt, die so heftig ist, daß in der Praxis eine Verwendung
dieses Verfahrens ausscheidet. Außerdem werden die Cyanidanteile nicht restlos vernichtet. Das mag daran liegen,
daß bei der Abschreckung von Austenitisierungs- oder Kohlungstemperatur (e-.B. 900° C) das Werkstück mit einer wesentlich
höheren Temperatur in das Abschreckbad gelangt und daher an der Grenzfläche Bauteil- Warmbad zunächst eine sehr hohe B.eaktionstemperatur
herrscht, die zur Zerstörung des Cyanids führt. Bei der Abschreckung aus einem Hitrierbad (z.B. 580 C) ist
diese Grenzfläehenteinperatur wesentlich geringer, so daß eine vollständige Vernichtung des Cyanids nicht eintritt.
Es war daher Aufgabe der'vorliegenden Erfindung, ein Salzbad
zu finden, das in der Lage ist, die von Bauteilen aus einem Hitrierbad eingeschleppten Cyanid- und möglichst auch Cyanatanteile
vollständig zu vernichten, und dessen Abschreckintensität so hoch ist, daß es nicht zu einer Verminderung der
Dauerfestigkeit der Bauteile kommt. Damit wäre die Möglichkeit gegeben, auch die normalerweise beim Abschrecken in Salzwasser
eintretenden Verzüge der Bauteile ganz wesentlich, zu vermindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man
zum Abkühlen der Bauteile ein Salzbad verwendet, das aus Hydroxiden der Alkalimetalle besteht. Vorzugsweise verwendet
man Gemische von liatriumhydroxid und Kaliumhydroxid.
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Besonders vorteilhaft sind Warmbäder, die zusätzlich noch
auf Kosten des Alkalihydroxidanteils 2 - 20 £ eines Alkalinitrats enthalten. In diesen Salzbädern läuft die
Reaktion zur Vernichtung der Cyanid- und Cyanatreste besonders rasch ab.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Salzbäder sind in den folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Bei allen
Beispielen wurde aus einem bei 570 bis 580 ' C betriebenen
Kitriersalzbad mit einen) Cyanatgehalt (CIVIO"~) von 35 bis 33
Gew.-/ό und einem Cyanidgehalt (CK~) von 0,9 bis 2,5 Gew.-Jj
abgeschreckt. Aus diesem Bad wurden mit den behandelten Stahlteilen die jeweils angegebenen Salzmengen in das
Warmbad übergeschleppt.
Zusammensetzung . · - .
des erfindung8£e:näßen Warmbades: 41,6 Gew.-/i Natriumhydroxid
58,4 Gew.-5£ Kaiiuinhydroxid
Temperatur des Warmbades: 200° C
Eingeschleppte Salzmenge: 15 cp des Warmbadinhalts
Resultat: Im Warmbad wurde ein Cyanidgehalt von 0 Gew.-^ und
ein Cyanatgehalt von ebenfalls 0 Gew.-Jc gemessen.
Den behandelten Bauteilen hafteten gleichfalls keine Cyanid- und Cyanatreste mehr an. Als Bauteile wurden
Kurbelwellen von 750 mm Länge und 60 mm Durchmesser eingesetzt. Der Rundlauffehler der so behandelten
Kurbelwellen war kleiner als 0, 1 mm, während man beim üblichen Abschrecken in Salzwasser Rundlauffehler
von etwa 0,3 mm in Kauf nehmen muß. Die Dauerfestigkeit
der so behandelten Kurbelwellen war gegenüber der Abschreckung in Salzwasser nicht abgesunken.
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Zusammensetzung
des erfindungsgemäßen Warmbades
Temperatur des Warmbades:
Eingeschleppte Salzmenge:
Resultat:
37,4 Gew.-fi Natriumhydroxid
52,6 Gew.-io Kaliumhydroxid
10,0 Gew.-i?a Natriumnitrat
220° C
17 i° des Warmbad inhalt es
wie in Beispiel 1
Die erfindungsgemäßen Warmbäder werden vorzugsweise bei Temperaturen von 200 - 300° C betrieben, doch können auch
höhere Temperaturen (bis 580° C) angewendet werden.
Die Bauteilverzüge wurden durch das Abschrecken im Warmbad so erheblich-vermindert, daß bei industrieller Anwendung
dieses Verfahrens ein Richtvorgang eingespart werden
kann.
Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Salzbäder ist die Tatsache, daß die Aufarbeitung der
Waschwässer sich auf eine neutralisation beschränken kann, während bei Verwendung der bekannten nitrat-nitrithaltigen
Salzbäder eine Entgiftung notwendig ist, bevor die Waschwässer den normalen Abwässern zugeleitet werden dürfen.
Das hat zu der Ueberlegung Anlaß gegeben, die erfindungsgemäßen Salzbäder auch zum Abschrecken von aufgekohlten .
Bauteilen zu verwenden. Wie zahlreiche Versuche ergeben haben, ist dieses Verfahren ohne weiteres anwendbar, wobei
noch Bauteile abgeschreckt werden können, die aus Salzbädern bis zu 25 Qew.-fo Cyanidgehalt (berechnet als
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kommen. Auch ,in diesem Falle werden die Cyanidanteile restlos
abgebaut und der Verzug in der gleichen· V/eise vermindert,
wie es beim Abkühlen im nitrat-nitrithaltigen Warmbad bekannt
ist. Eine Entgiftung der Waschwässer ist auch hier nicht notwendigι lediglich eine neutralisation.
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Salzbäder zum Abkühlen von Bauteilen aus Stahl und Eisen,, die in cyanidarmen? cyanatreichen ilitriersalzbädern oder in anderen cyani ölhaltigen Salzbädern behandelt wurden, dadurch gekennzeichnet, daß die Salabäder aus Hydroxiden der Alkalimetalle bestehen.2. Salzbäder nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet,daß sie zusätzlich 2 bis 20 Gev/.-^' eines Alkalinitrats enthalten.3· Salzbäder nach Anspruch 1 und 23 dadurch gekennzeichnetf daß sie bei Temperaturen zwischen 200 und. 580° 0 betrieben v/erden«4· Salzbäder nach Anspruch 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß sie
werden.daß sie bei Temperaturen zwischen 200 und 300° C betrieben10.3.1975
PL/Dr.Br-Pi 609843./0478
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