DE3302470A1

DE3302470A1 - Cyanid- und cyanatfreies mittel zum salzbadkarbonitrieren

Info

Publication number: DE3302470A1
Application number: DE19833302470
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Chem. DDR 3210 Wolmirstedt Baumgart; Wilfried DDR 3011 Magdeburg Troelenberg
Original assignee: HAERTOL WERK
Current assignee: HAERTOL WERK
Priority date: 1983-01-26
Filing date: 1983-01-26
Publication date: 1984-07-26

Description

Titel der Erfindung:
"Cyanid- und cyanatfreies Mittel zum Salzbadkaxbonittieren" Anwendungsgebiet der Erfindung: Die Erfindung betrifft ein umweltfreundliches Salzgemisch ohne Alk'alicyanid und -cyanat zum Einsatz im Temperaturbereich von 750 - 8500 C zur Erzielung von Karbonitrierschichten in bekannter Ausbildung au9 Stahl- und Eisenwerkstoffen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösung: Die konventionellen Salze für die Karbonitrierung bestehen im wesentlichen aus Gemischen von Alkalicyaniden mit geringen Anteilen an Alkalicyanat, -chlorid und karbonat. Durch chemisch-thermische Reaktion im Salzbad wird allmählich, vorwiegend aus dem Cyanid, der erforderliche Ko'hlenstoff und Stickstoff fWr die Karbonitrierung freigesetzt. Dabei wird mit zunehmender Betriebstemperatur die Diffusion an Kohlenstoff im Stahl erhöht und die Diffusion von Stickstoff verringert. Die Regenerierung der Karbonitrierbäder erfolgt bei bestimmten vorgegebenen Analysenwerten durch Ausschöpfen eines Teiles der verbrauchten Salzschmelze und anschließender Zugabe von hochzyanidhaltigen Brischsalzen.Durch die Maßnahme wird die Arbeitsfähigkeit des Salzbades ber.einen längeren Zeitraum gewährleistet. Bei den bisher verwendeten Karbonitriersalzen müssen auf Grund des hohen Cyanidgehaltes besondere Sicherheitsvorschriften bei der Herstellung, Lagerung, beim Transport und Einsatz derartiger Mittel eingehalten werden. Darüber hinaus wird bei der Herstellung dieser Salze ein erhöhter Energie- und Arbeitsaufwand benötigt Ziel der Erfindung: Ziel der Erfindung ist es, durch den Einsatz eines cyanidfreion Salzgemisches die Produktion des Karbonitriersalzes auf Grund der geltenden Bestimmungen wesentlich zu vereinfachen und dabei den erforderlichen Arbeitsaufwand sowie die Energie- und Materie kosten zu reduzieren. Dartiber hinaus sollen die Kosten beim hinsatz des Salzes verringert und die Bedingungen beim Transport und der Lagerung verbessert werden.
Darlegung des Wesens der Erfindung: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einem cyanid-und cyanatfreien Salzgemisch ein leistungsfähiges Karbonitriersalz zu entwickeln. Darüber hinaus muß dieses cyanidfreie Salzgemisch gleichzeitig als langanhaltendes Regenerierungemittel wirken. Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein Salzgemisch aus 40 - 50 * Dicyandiamid 20 - 30 % Harnstoff 5 - 15 % Alkalikarbonat 10 - 20 % Alkalichlorid 2 - 10 % Schuppengraphit als Kohlungsträger die vorstehenden Bedingungen erfllt.
Das erfindungsgemäße Mittel wird zusammen mit einem niedrigschmelzenden Alkalichloridgemisch im Verhältnis 1:10 bis 1:6 bei einer Temperatur von ca. 8000 C in konvertionellen Stahltiegeln eingeschmolzen. Dabei werden durch'die organischen Stoffe und einem begrenzten Anteil von Karbonat- nur geringe Mengen von Cyanid und Cyanat im Bad gebildet, die dann in Vebindung mit dem Kohlungsträger im Temperaturbereich von 750 -8500 C nach bekannter Technologie eine Karbonitrierung bewirken Die Zusammensetzung des Mittels ist so gewählt, daß bei der Regenerierung chemisch bedingte heftige Reaktionen auf der Bad oberfläche mit den organischen Stoffen stark herabgemindert werden. Das erfindungsgemäße Salzgemisch dienst als langzeitig wirkendes Regenerierungsmittel und läßt sich zur Aktivierung des Karbonitriersalzes verwenden, ohne daß Altsalz anfällt.
Ausf Whr ungsbeispiele: Beispiel 1: In einem legierten S,tahlgußtiegel (180 mm und 300 mm Höhe) wurden 5 kg eines Alkalichlorid-Salzgemisches mit 0,5 kg des erfindungsgemäßen Karbonitriersalzgemisches, bestehend aus 45 % Dicyandiamid, 25 % Harnstoff, 10 % Pottasche, 15 % Alkalichlorid und 5 % Schuppengraphit bei ca. 800 ° C eingeschmolzen. Nach 2 Betriebsstunden wurden ein Cyanidgehalt von 1,2 5ä und ein Cyanatgehalt von 0,3 %0 im Bad ermittelt. Danach wurde eine Stahlprobe des Werkstoffes 16 Mn0r5 bei 8400 C/2 h karbonitriert und in einem salpeterhaltigen Warmbad bei einer Temperatur von ca. 1800 C abgekühlt. Bei der metallographischen Auswertung wurde eine Karbonitrierschichttiefe von 0,260 mm festgestellt. Die Vickershärte betrug 820 HV30* Beispiel 2: Wie im Beispiel 1 wurden 5 kg eines Alkalichlorid-Salzgemi sches bei ca. 7500 C eingeschmolzen0 In den folgenden Stunden wurden jeweils nach 8 Stunden 0,2 kg des erfindungsgemäßen Karbonitriersalzgemisches mit gleicher Zusammensetzung wie im Beispiel 1 dem Bad zugegeben. Nach ca. 40' Betriebsstunden wurde bei einem Cyanidgehalt von 1 % und einem Cyanatgehalt von 0,85 eine Stahlprobe mit 0,15 %c bei 7500 C in dem Salzbad karbonitrierte Die Haltezeit betrug 2 Stunden. Die Abktihlung erfolgte in Wasser. Bei der metallographischen Untersuchung der Stahlprobe wurde eine 0,010 mm starke Verbindungszone mit einer anschließenden Martensitschicht von 0,120 mm festgestellt.

Claims

rfind ungsanspruch: l.-Cyanid- und cyanatfreies Mittel zum Salzbadkaxbonitrieren bei Temperaturen von 750 - 8500 C, dadurch gekennzeichnet, daß das aus 40 - 50 % Gew. Dicyandiamid 20 - 30 % Gew. Harnstoff 5 - 15 % Gew. Alkalikarbonat 10 - 20 % Gew. Alkalichlorid 2 - 10 % Gew. Kohlenstoff bestehende Mittel einer bekannten alkalichloridhaltigen Salzschmelze zugegeben wird, wobei dieses Kittel gleichzeitig bei der gesamten Laufzeit des Salzbades als Regenerierungamittel zur Aufrechterhaltung der Karbonitrierleistung des Salzbades dient.
2. Kittel nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Cyanid und Cyanat im Bad 3 % nicht übersteigt.
3. Mittel nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenstoffträger vorzugsweise Schuppengraphit eingesetzt wird.
4. Mittel nach Pkt. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der Karbonitrierleistung kein gesondertes Regenerierungsmittel benötigt wird.