DE2514398A1

DE2514398A1 - Salzbad zur abschreckung badnitrierter bauteile

Info

Publication number: DE2514398A1
Application number: DE19752514398
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Kunst; Christian Scondo
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1975-04-02
Filing date: 1975-04-02
Publication date: 1976-10-21
Also published as: YU30476A; DE2514398C2; FR2306268A1; US4055446A; BR7601913A; IT1057168B; CA1070225A; YU39760B; HU172774B; SE7602838L; JPS5912727B2; ATA234476A; JPS5284109A; SE430078B; AT357588B; GB1527642A; FR2306268B1

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.

' 609843/0478

25H398

_ 2 —

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.

'609843/0478

25H398

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 (CI^VIO"~) 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.

Beispiel 1;

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.

'609843/0 /4 78

25H398

Beispiel 2:

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

_ 5 —

609843/0478

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.

/60984 3/0478

Claims

Patentansprüche

1. 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 gekennzeichnet_f 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 betrieben

10.3.1975
PL/Dr.Br-P

i 609843./0478