DE575599C

DE575599C - Nitrierhaertungsbeschleuniger

Info

Publication number: DE575599C
Application number: DEE40680D
Authority: DE
Original assignee: ELECTRO METALLURG CO
Current assignee: ELECTRO METALLURG CO
Priority date: 1930-02-26
Filing date: 1931-02-18
Publication date: 1933-04-29

Description

Nitrierhärtungsbeschleuniger Die Erfindung betrifft die Herstellung von nitrierten Schichten auf eisernen Gegenständen durch Erhitzen derselben in gasförmigen, stickstoffhaltigen Stoffen, und insbesondere die Herstellung einer harten und gegen Abnutzung widerstandsfähigen Schicht. Die Erfindung bezweckt, Hilfsmittel vorzusehen, um die Einwirkung der verstickenden Gase auf die eisernen Gegenstände zu beschleunigen und zu verstärken.
Eisenhaltige Stoffe werden bekanntlich zur Vermeidung brüchiger Oberflächenschichten vorzugsweise bei niedrigen Temperaturen nitriert. Auch ist es bekannt, um die Herstellung der Härtungsschicht bei tieferen Temperaturen zu begünstigen, bestimmte Mengen verschiedenster Beschleunigungsmittel, beispielsweise Aluminium, mit dem zu härtenden Eisen zu legieren. Hierdurch wird es ermöglicht, mit Temperaturen von q.6o bis 580'C auszukommen. Durch Erhitzen einer solchen Legierung in einem gasförmigen, verstickenden Mittel, beispielsweise Ammoniak, während 12 bis 2o Stunden kann eine dünne, harte, gegen die Abnutzung widerstandsfähige Oberflächenschicht erzeugt werden. Bei einem derartig langen Zeitaufwand stellen sich jedoch die Kosten für die Wärmebehandlung sehr hoch. Es wurde nun gefunden, daß harte stickstoffhaltige Oberflächenschichten in viel kürzerer Zeit dadurch erzeugt werden können, daß man Oxyde des Stickstoffes in Verbindung mit den nitrierenden Mitteln benutzt. Stickoxyd ist ein ausgezeichneter Beschleuniger. Auch andere Stickstoffoxyde, wie z. B. Stickstoffoxydul, Stickstofftetroxyd oder Stickstoffpentoxyd, können als Beschleuniger benutzt werden, desgleichen Mischungen der Oxyde. Die bei Verwendung eines Stickstoffoxydes bewirkte Beschleunigung in Verbindung mit dem die Härtungsschicht erzeugenden Verstickungsmittel kann vielleicht dem Stickstoff im Entstehungszustande zugeschrieben werden. Die folgende Gleichung veranschaulicht eine Reaktion, durch welche elementarer Stickstoff gebildet wird, und welche in der erhitzten Einsatzkammer stattfinden kann, wenn Ammoniak als Verstickungsmittel benutzt wird und Stickoxyd als Beschleuniger

Die Zufügung von Stickstoff zu Ammoniak beschleunigt nicht die Bildung des stickstoffhaltigen Überzuges. Die genaue Natur der Vorgänge ist jedoch unbekannt, und die Beschleunigung kann auch der Bildung einer nicht beständigen und noch nicht genau festgelegten Stickstoffverbindung zugeschrieben werden, so daß die Erfindung durch den vorstehenden Versuch einer Erklärung nicht beschränkt sein soll.
Wenn ein gasförmiges Verstickungsmittel verwendet wird, werden Mengen dieses Verstickungsmittels und des Beschleunigers bevorzugt, welche den chemischen Verbindungsgewichten der Gase entsprechen. Eine geeignete Mischung besteht beispielsweise aus 40 Molekulargewichtsprozent Ammoniak und 6o Molekulargewichtsprozent Stickoxyd. Es können jedoch auch andere Mengenanteile von Stickstoffoxyden die Bildung einer stickstoffhaltigen Härtungsschicht beschleunigen. Beispiel Ein zu härtender Gegenstand, bestehend aus einer Legierung von 95,5 °/o Eisen, o,9 % Aluminium und kleinen Mengen von Silicium, Mangan, Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel, Nickel, Molybdän und Chrom, wurde in einen geschlossenen Kasten eingesetzt. Die im Kasten enthaltene Luft wurde durch eine Gasmischung verdrängt, welche aus 40 Molekulargewichtsprozent Ammoniak und 6o Molekulargewichtsprozent Stickoxyd bestand, worauf der Behälter nebst Inhalt auf etwa 46o' C während vier Stunden unter Einleitung eines Stromes der genannten Gasmischung in den Behälter erhitzt wurde. Nach dem Abkühlen war der Gegenstand mit einer dünnen, fest haftenden, gegen Abnutzung widerstandsfähigen stickstoffhaltigen Schicht überzogen, welche eine Härte aufwies, die größer war als z ooo Brinell. Ein ähnlich zusammengesetzter Gegenstand wurde während der gleichen Zeit und bei der gleichen Temperaturlediglich in einer Ammoniakatmosphäre erhitzt, ohne daß eine nennenswerte Nitrierhärtung erzielt worden wäre.
Die Erfindung kann in mannigfacher Weise abgeändert werden. Beispielsweise können Nitrate, wie z. B. Bleinitrat, welche beim Erhitzen Stickoxyd abgeben, in den Kasten mit dem zu härtenden Material eingebracht werden, so daß Stickstoffoxyde durch die Zersetzung der Nitrate gebildet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCAr: z. Der Zusatz von einem Stickstoffoxyd als Nitrierhärtungsbeschleuniger zu gasförmigen Nitrierungsmitteln für Eisenlegierungen. a. Der Zusatz eines Beschleunigers gemäß Anspruch T bei Verwendung von Ammoniak als Nitrierungsmittel. 3. Der Zusatz von Stickoxyd zu einem gasförmigen Nitrierungsmittel für den Zweck gemäß Anspruch z. q.. Die Verwendung eines nitrierenden Gases und mindestens eines Stickstoffoxydes gemäß den Ansprüchen r bis 3 in Mengenverhältnissen, welche etwa ihren chemischen Verbindungsgewichten 'entsprechen. 5. Die Verwendung einer Gasmischung gemäß Anspruch q., welche etwa q. Mol. Gewichtsteile Ammoniak und etwa 6 Mol. Gewichtsteile ,Stickoxyd enthält.