DE309264C - - Google Patents

Description

Behandelt man schmiedbares Eisen und Stahl mit verdünnten Mineralsäurcn — Schwefelsäure oder Salzsäure —, wobei eine lebhafte Wasserstoffentwicklung stattfinde). so nimmt ■ gemäß den Forschungen von Johnson, Hughes, Lcdcbur u. a. das Eisen Wasserstoff im Entstchungs>:ustande auf; dcrsel!>e legiert sich sofort mit ihm und macht das Eisen dadurch spröde.

ίο Nach Ledebur bezeichnet man die so erzeugte Sprödigkeit des Eisens mit dem Ausdruck >Beizsprödigkcit« oder »Beizbrüchigkeit«. Der erwähnte Einfluß des Wasserstoffes tritt an dünnen Gegenständen deut-

«5 licher in die Erscheinung als an dicken, er ist größer bei hartem Stahl als Ihm weichem Eisen. Drähte, welche vor eiern Beizen zahlreiche Biegungen ertragen, zerbrechen nach unvorsichtigem Beizen oft schon l>cim Um-

»o biegen um 90⁰, besonders alx?r auch lxeim Drehen um die Längsachse und sie reißen leicht ab, so daß ζ. Β. bei Drahtseilen infolge der Beizsprödigkcit die schlimmsten Folgen eintreten können. Das Wesen der Beizsprö-

»5 digkeit ist noch nicht genügend erforscht. Ledebur sagt, daß es noch mannigfacher I Intersucliungcn bedürfen würde, bevor das Kapitel von der Beizbrüchigkeit des Eisens als abgeschlossen l>etrachtct werden könne.

Ein !Mittel zur tatsächlichen Verhinderung der Beizbrüchigkeit gab es bisher noch nicht; es galt vielmehr immer noch als einzige Yorljcugungsmalinahnic, möglichst schwache Säure anzuwenden und die Zeitdauer ihrer Einwirkung nicht länger auszudehnen, als eben zur Erreichung dieses Zieles notwendig ist (Ledebur: Stahl und Eisen, 18H9, S. 75.)}.

Wie .schon anfangs erwähnt, verwendet man zum Heizen, d. li. zum Entfernen der harten Walzhaut, die l>ekanntlich aus Eisen- 4» oxiduloxvd Ικ-stciit und eine oft glasharte Masse bildet, ausschließlich verdünnte Mincralsäurcn, gegebenenfalls unter Anwendung von Zusätzen, nämlich Salzsäure von etwa 22" Be o<lcr Schwefelsäure von 10 bis 12° Be *5 und als Ersatz für letztere jetzt auch vielfach eine Auflösung von Natriumbisulfat in Wasser. Um den Beizprozeß zu beschleunigen, erwärmt man die genannten Beizflüssigkeiten auf etwa 50 bis 80" C. Man erzielt hierdurch allerdings ein sehr rasches, höchstens ι V₂ Stunden l>canspniehendes Auflösen der Walzhaut, aber es entsteht eine besonders lebhafte Wassersloffentwicklung und l>ei nur ein wellig zu langem Beizen wird nicht nur dir Walzhaut, sondern natnrgmiäl.l auch da.·« dar unter l>efindliche metallische Eisen mehr oder weniger stark angegriffen, woliei es durch die unvermeidliche Aufnahme von Wasserstoff stark Iveizbrüchig wird.

Den Vorgang Ix'im Beizen darf man sich wohl so vorstellen, dall die Säure zuerst lösend auf das Eisen einwirkt; wol>ei sich zwischen diesem und der Walzhaut Wasserstoff bildet, der dann Ικ-i zunehmendem Gasdruck eine (-ockerung der Oxvdschicht bewirkt, welche allmählich verschwindet, d. h. teils chemisch gelöst, teils mechanisch entfernt wird. Das Heizen nach dem bisherigen Verfahren hat aber neben der stets vorhandenen Gefahr des Beizbrüchigwerdens des Eisens auch noch verschiedene andere schwerwie gende Obclständc im Gefolge.

Ein solcher Übelsland ist z. B. der, daß die

heißen Säurcdäinpl'e sowohl für (lic Bedienungsmannschaft sehr lästig sind, als auch «lon Eisentoilen der Heizvorrichtungen und den sonstigen in der Nähe lK'findlichen Eiscnkonslruktinnen sehr verhängnisvoll werden können. ■ gtOur '■! luit. I IiItV, des bisher üblichen Verfahrens frisch gebeizten Drähte und Woche nisten aber auch sehr leicht; sie müssen daher in Kalkwasser getaucht (gekalkt) oder in heiüein Wasser sehr sorgfältig abgewaschen werden. Es tritt ferner ein Verlust durch das Beizen am Gewicht des Heizgutes ein, der z.B. bei Draht 1,5 bis 2 Prozent l>cträgt. Das ist zwar an sich nicht

»5 viel, aber bei der großen Menge der jährlich zu beizenden Drähte ist dieser Verlust doch immerhin ein sehr nennenswerter. Ferner ist auch der Verbrauch an Schwefelsäure von 6o° Bo, der etwa 2 bis 4 Prozent des Ge-

ao wichtes des Beizgutes beträgt, recht erheblich.

In erster Linie handelt es sich aber darum, die Beizsprödigkcit zu verhüten; wie scbon erwähnt, ist die Ursache derselben der

»5 beim Behandeln von Eisen mit Mineralsäuren auftretende freie Wasserstoff, der sich mit dem Eisen legiert. Könnte man seine Bildung verhindern, dann wäre auch die Gefahr der Beizbrüchigkeit mit einem Schlage be-

3» hol>en, oder doch wesentlich vermindert.

Verstärken läßt sich die Wasserstoffentwicklung durch die Berührung des Eisens mit Zink, \vol>ci erstcres elektronegativ wird. Im Gegensatz hierzu verringert Arsen die AngrirTsgeschwindigkcit der Säure auf das Eisen. Allein abgesehen von dem dann auftretenden giftigen Arsenwasserstoff ist arsenhaltige Säure noch aus anderen ixMztcchnischcn Gründen unanwendbar. Eine ähnliche verlangsamende Wirkung übt ein Zusatz von Zyanknlium zur Beizflüssigkeit aus; aber auch dieser Zusatz ist infolge der damit verknüpften Gefahren unanwendbar.

Die neue Erfindung kennzeichnet sich nun durch eine gewisse Vorbehandlung der Bcizflüssigkcit, durch die bezweckt wird, daß das Eisen oder der Stahl während des Beizens selbst, und zwar sofort beim Lösen der Walzhaut mit einer das Eisen passiv machenden feinen Schicht verseilen wird. Das neue Verfahren besteht darin, daß der Beizflüssigkeit eine ganz geringe Menge eines Stoffes zugesetzt wird, der die Bildung der dünnen Schutzschicht veranlaßt. Als besonders geeignet zur liervorhringung einer solchen Schicht hat sich unter Rücksichtnahme auf die vorhandene Menge und den Preis des !κι reffenden Stoffes erwiesen: Kohanlhrazen, Sulfitlauge, die Rückstände von der Naphthalingcwinnung ti. dgl. mehr. Es brauchen al>cr nicht nur organische Κοηκτ zu sein, es können auch unorganische Stoffe Verwendung finden. Die bisher gemachten Versuche im kleinen und großen wurden meist mit Anthrazenrückständcn ausgeführt. Es wurden hiervon der Beizflüssigkeit etwa 1 bis 2 Prozent zugesetzt. Die damit versetzte Bcizfliissigkcit eignet sich auch sehr gut zum Entrosten des Eisens.

Die Vorzüge des neuen Verfahrens sind "folgende:

Das Beizen kann in der Kälte oder bei ganz geringer Erwärmung der Lösung vorgenommen werden, wodurch eine völlige Beseitigung der übelriechenden, stark zum Husten reizenden Säuredämpfe erzielt wird. Das Beizgut kann beliebig lange in der Säure liegen bleiben, ohne zerfressen und ohne l>cizbrüchig zu werden, so daß man nicht mehr von dem guten Willen und der Geschicklichkeit der Arbeiter abhängig ist, wie 'bisher.

Es wird nur die Walzhaut bzw. der Glühspan infolge der oben beschriebenen Behandlung gelöst, das metallische Eisen aber praktisch genommen nicht angegriffen; daraus folgt geringer Beizverlust und geringerer Säureverbrauch als bisher. Der Draht behält seine volle Rundung bei, läßt sich daher besser ziehen, weil er beim Ziehen nicht mehr kneift. Damit entsteht in enger Verbindung ein geringerer Verschleiß der Zieheisen, weniger Arbeitslohn, weniger Bedarf an Schmiermaterial, weniger Ausschuß.

Das so behandelte Material rostet weniger leicht, als solches, das nach dem üblichen Verfahren gel>eizt ist. Die Beize greift die eisernen Beizkörbe nicht an, und Jie Beizvorrichtungen leiden nicht. Die Bleche erhalten eine glattere ΟΙκ-rfläche und nehmen daher auch nicht so viel Zinn oder Zink beim Verzinnen oder Verzinken auf.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zum Beizen von schmiedbarem Eisen oder Stahl mit Säuren unter Verwendung von Zusätzen zur Säure, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermeidung der Beizsprödigkcit uml der Neigung zur Rostbildung des Beizgutes Ji₀ dem Beizmittel eine geringe Menge eines Stoffes, z. B. Rohanthrazen, Sulfitlauge, Rückstände der Naphthalingewinnung u. dgl. zugeführt wird.

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   Ergänzungsblatt zur Patentschrift 309 264 Klasse 48d Gruppe 2.

   Das Patent 309 264 ist durch Entscheidung des Reichspatentamts vom 9«September 1926, bestätigt durch Urteil des Reichsgerichts vom 28.November 1928, dadurch teilweise für nichtig erklärt, daß im Anspruch die Wörter "eines Stoffes, z.B." "Sulfitlauge" .... "u.dgl." gestrichen werden und zwischen "Rohanthra2en"und "Rückstände" das Wort "o.der" eingeschaltet wird"und am Schluß statt "wird" "werden" gesetzt wird,