DE2550655C3

DE2550655C3 - Verfahren zur Oberflächenvorbereitung für die Kaltverformung von Halbfertigerzeugnissen aus rostfreiem Stahl durch Oxalatieren

Info

Publication number: DE2550655C3
Application number: DE19752550655
Authority: DE
Inventors: Paolo Berardi; Massimo Memmi; Nereo Vantini
Original assignee: Dalmine SpA
Current assignee: Dalmine SpA
Priority date: 1974-11-11
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1979-05-23
Also published as: AT357589B; DE2550655A1; FR2290506B1; FR2290506A1; GB1472029A; SE7512607L; SE417334B; ATA853675A; IT1023210B; DE2550655B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenvorbereitung für die Kaltverformung von Halbfertiger-Zeugnissen aus rostfreiem Stahl durch Oxalatieren einer aktivierten Oberfläche.

Aus dem »Handbuch der Galvanotechnik«, Band 131, 1969 (Seiten 124 bis 126) ist die Oxalatierung von rostfreiem Stahl als Vorbehandlung für eine Kaltverfor- 2^ mung bekannt, wobei ein Diagramm Aussagen über die Beziehungen zwischen Schichtgewicht und Potential zuläßt Das Potential nimmt nach der Aktivierung der Oberfläche und nach beginnender Schichtbildung einen konstanten Wert an. Andererseits nimmt nach dieser Literaturstelle das Gewicht des Umwandlungsüberzugs kontinuierlich nach dem Ende der Aktivierungszeit zu. Das Verfahren ist auf die ersten fünf Minuten beschränkt.

Demgegenüber wurde gefunden, daß nach dem Ende der Aktivierungszeit abhängig von der Stahlzusammensetzung das Potential eben nicht konstant bleibt, sondern mehr oder weniger schnell edlere Werte aufgrund der Wirkung des Ferro-Oxalatüberzugs, der auf der Stahloberfläche abgeschieden wird, annimmt. Das Diagramm erläutert diese Verhältnisse. Dabei wurden Stähle folgender Zusammensetzung untersucht:

AISI 304:

C<0,08;Cr 18-20; Ni 8-11; Mn 2;Si 1; ν,

P < 0,045; S < 0,03

AISI 316:

C 0,07; Mn 1,57; Si 0,8; P 0,030; S 0,025;

Cr 18; Ni 12; Mo 2 ->o

AlSI321:

C 0,05; Mn 1,48; Si 0,78; P 0,010; S 0,010;
Cr 17,95; Ni 9,38; Ti 0,025

AISI410:

«ι

C0,12;Mn0,9;Sil,0;P0,020;S0,010;
Cr 12,5

AISI430:

C0,09;Mn0,95;P0,010;S0,015;Si0,87;
Cr 15,75

Überraschend lassen sich bei einem Verfahren zur Oberflächenvorbereitung für die Kaltverformung von ν> Halbfertigerzeugnissen aus rostfreiem Stahl durch Oxalatieren einer aktivierten Oberfläche wesentlich bessere Eregebnisse dadurch erreichen, daß erfindungsgemäß der Verlauf der Oxalatierung durch Messung der Potentiale des zu oxalatierenden Werkstücks überwacht wird, wobei die Oxalatierung nach einem Zeitraum zwischen 1 und 6 Minuten nach Erreichen des maximalen Potentialwertes beendet wird.

Es wurde zudem gefunden, daß der Umwandlungsüberzug nicht nur hinsichtlich des Gewichtes zunimmt, sondern daß er sich auch mit der Zeit hinsichtlich der Größe und der Gestalt der einzelnen Kristalle verändert Durch eine optimale Kombination von Kristallgröße und Kristallgestait wird erreicht, daß die Haftung des Schmiermittels gewährleistet ist

An sich ist die Verwendung von Potentialmessungen für die Überwachung der Bildung einer Schutzschicht bekannt (DE-OS 19 01 860). Diese Offenlegungsschrift enthält allerdings keinerlei Angaben über eine Oxalatierung.

Das Verfahren eignet sich für die Kaltverformung, nämlich Ziehen, Strangpressen, Formen, Walzen, Stanzen, Pressen und Stauchen. Für Kohlenstoffstähle hat es sich gezeigt, daß die Kaltverformbarkeit erleichtert wird, wenn vor der Verformung eine poröse haftende Phosphatschicht des Basismetalls auf der Oberfläche erzeugt wird.

Die mit dem vorliegenden Verfahren hergestellten Schichten stellen eine Alternative zu Phosphatierungsschichten dar.

Die auf Stahloberflächen gut haftenden porösen Oxalatierungsschichten führen zu einer günstigen Haftung des Schmiermittels an der Metalloberfläche.

Gegenüber bekannten Verfahren zur Oxalatierung ohne Potentialmessung ergeben sich folgende Vorteile:

a) schnelle Bewertung der Eigenschaft eines rostfreien Stahls hinsichtlich seiner Eignung für die Oxalatierung;

b) Wahl des geeignetsten Oxalatierungsbades in bezug auf die zu behandelnde Stahlsorte;

c) schnelle Wahl der günstigsten Verarbeitungstemperatur in bezug auf Wirkungsgrad und Behandlungsdauer;

d) sofortige Bestimmung des geeignetsten Momentes zur Unterbrechung der Behandlung.

Der zu verformende Stahl wird also den folgenden Behandlungen unterzogen:

— Reinigende bzw. aktivierende Vorbehandlung der Oberfläche;

— Herstellung des Umwandlungsüberzuges durch Tauchen des Werkstoffs in an sich bekannte Oxalsäure enthaltende Lösungen bei Temperaturen unterhalb 100°C unter Kontrolle der Umwandlungsüberzugsbildung durch Bewertung bzw. Messung des Potentials des rostfreien Stahls, wobei die Umwandlung nach einem Zeitraum zwischen 1—6 Minuten nach Erreichen des maximalen Potentialwertes beendet wird;

— Schmierung und Kaltverformung nach an sich bekannten Techniken.

Die beiliegende Zeichnung gibt eine Darstellung für das Verhalten der obenerwähnten AlSI-Stähle. Im Diagramm ist das Potential (hier bezogen auf eine gesättigte Kalomelelektrode) über die Zeit für die erwähnten rostfreien Stähle aufgetragen.

Bei diesen Stählen zeigten sich die optimalen Überzugseigenschaften für jeden der untersuchten Stähle zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Maximum erreicht war. Zumindest läßt sich aus der Form der dem Stahl zugeordneten Kurve diese Zeit leicht ablesen. Die im Diagramm verwendete bekannte Abkürzung CSE

bedeutet »Calomel saturated electrode«, & h. »gesättigte Kalomelelektrode«. Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.

Beispiel

Ein Rohrkörper von 25 cm Länge aus einem Stahl ι ο vom Typ AJSI 321 wurde den folgenden Schritten nach der Erfindung ausgesetzt:

a) Oxidation in Luftatmosphäre, 5 Minuten lang bei 1050⁰C;

b) Beizen, 20 Minuten lang in einem Bad von 55°C, welches aus 6% HF, 12% HNO₃ und 15% H₂SO₄, Rest Wasser, bestand;

c) Behandlung in einem Bad mit Oxalsäure als Basiskomponente, wobei das Oxalierungsbad aus einer wäßrigen Lösung mit 10 Gewichts-% eines Gemisches A besteht, dem 2 Gramm pro Liter Fe(SCN)₂ zugegeben werden Das Gemisch A wird hergestellt, indem Oxalsäure (90 Gewichts-%), NaF ( 2 Gewichts-%), Gluconat (1 Gewichts-%) und H₂O (7 Gewichts-%) gemischt werden;

d) Kontrolle des Potentialverlaufs am Rohr während der Behandlung, bezogen auf eine gesättigte Kalomelelektrode. Das Umwandlungsverfahren wird nach einer Minute, nachdem das Rohrpotential seinen Maximalwert (angenähert —210mV) erreicht hat, beendet;

e) Schmieren und Kaltverformen des Rohres zur Verminderung der Dicke seiner Wandung nach an sich bekannten Verfahren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Oberflächenvorbereitung für die Kaltverformung von Halbfertigerzeugnissen aus ■> rostfreiem Stahl durch Oxalatieren einer aktivierten Oberfläche, dJidurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Oxalatierung durch Messung der Potentiale des zu oxalatierenden Werkstückes überwacht wird, wobei die Oxalatierung nach einem tu Zeitraum zwischen 1 und 6 Minuten nach Erreichen des maximalen Potential wertes beendet wird.