DE646823C

DE646823C - Zementationsbaeder

Info

Publication number: DE646823C
Application number: DED64755D
Authority: DE
Inventors: Carl Albrecht; Dr Walter Beck
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1932-11-27
Filing date: 1932-11-27
Publication date: 1937-06-21

Description

Zementationsbäder Die Erfindung bezieht sich auf die Zementation von Gegenständen aus Eisen und Stahl und betrifft die Verweildung von Schmelzbädern, welche aus Carbiden der alkalischen Erden, wie Bariumcarbvd oder Calciumcarbid, aus alkalisch wirkenden Mitteln o. dgl. und aus inerten Salzen, wie Kochsalz, Chlorkalium, oder Mischungen inerter Salze bestehen.
Als alkalisch wirkende Mittel kommen z. B. Alkalicarbonate, wie Soda, Hydroxyde, wie Ätznatron, oder Oxyde, z. B. Natriumoxyd o. dgl. in Betracht.
Die Menge des Zusatzes an Carbiden kann in verhältnismäßig weiten Grenzen schwanken, beispielsweise zwischen 2 und 15%, gegebenenfalls aber auch mehr oder weniger betragen. Zweckmäßig setzt man dem Bade etwa 5 bis io°% Carbid zu.
Auch die Menge an alkalischen Stoffen, wie z. B. Soda, kann sich innerhalb weiter Grenzen bewegen. Gute Ergebnisse erhält man beispielsweise in einzelnen Fällen bei Anwendung nur weniger Prozente an Ätznatron, z. $. 2 bis 5 °/o,- es sind aber auch schädliche Wirkungen bei Gegenwart größerer Mengen, z. B. von 15 °/o und mehr, nicht zu beobachten. Vorzügliche Wirkungen werden auch bei Verwendung von Carbonaten, wie iNatriumcarbonat, in Mengen von 500/, und mehr, erhalten. Calciumcarbid enthaltende Salzbäder sind an sich bekannt.
Für ein Verfahren zum Schmelzen von Metallen, zumÜberziehen metallischerGegenstände mit Schutzmetallen, zum Veredeln von Metalloberflächen und zumHartlöten hat man bereits vorgeschlagen, an sich bekannte Salzbäder, die durch ein leitendes Mauerwerk mittels Widerstandserhitzung elektrisch indirekt erhitzt werden sollen, zu verwenden. Zwecks Vermeidung schädlicher Beeinflussung des leitenden Mauerwerks und des Metalls sollen dabei Eutektika von Salzgemischen der Halogenverbindungen, Carbonate, Borateund Oxyde der Alkali-, Erdalkali- und Leichtmetalle einschließlich des Aluminiums angewendet werden, undZusätze an reduzierenden Stoffen, wie fein verteilte Kohle oder auch Calciumcarbid, sollen außerdem den Bädern reduzierende Eigenschaften verleihen, um einer Anreicherung von Oxyden der zu schmelzenden Metalle zu begegnen. Der Zusatz an derartigen reduzierenden Stoffen soll gegebenenfalls auch noch die Aufgabe erfüllen, Schwefel zu entfernen oder geläste Sulfide und Halogenverbindungen der Schwermetalle zu beseitigen.
Zum Zementieren von Eisen und Stahl hat man jedoch derartige Bäder mit Zusätzen an Carbiden alkalischer Erden noch nicht verwendet. Es ist lediglich bekannt, bei festen Einsatzhärtemitteln Carbide wie Calcium oder Bariumcarbid zu verwenden.
Die Verwendung derartiger Schmelzbäder, welche Carbide als zementierende Mittel neben inerten Salzen, wie Kochsalz u. dgl..._ und neben alkalisch wirkenden Mitteln enthalten, hat für die Zwecke der Zementation zu guten Ergebnissen geführt, wobei vor allem die Carbide gegenüber fein verteilter Kohle den Vorteil besitzen, daß sie sich leicht gleichmäßig in der Schmelze verteilen lassen und nicht zu Schlammbildungen oder lästigen Absetzungen führen. Auch hat sich eine Explosionsgefahr beim Abschrecken der in solchen Schmelzbädern zementierten Werkstücke nicht feststellen lassen, da bereits geringe Mengen an Carbiden zu guten Aufkohlungswirkungen führen.
Die Badzusammensetzung wird- vorteilhaft danach gewählt, daß ein möglichst dünnflüssiges Bad bei den in Frage kommenden Zementationstemperaturen vorliegt, wodurch Anhafteverluste beim Herausnehmen der zementierten Gegenstände so weit als möglich vermieden werden können.
Unter den genannten Kohlungsmitteln, d. h. Carbiden, hat sich neben Calciumcarbid, das leicht erhältlich ist, auch Bariumcarbid gut bewährt. Das beim Zusammenschmelzen sich hieraus bildende Bariumoxyd wirkt offenbar selbst alkalisch und übt einen günstigen Einfluß auf die -Kohlenstoffeinwanderung aus. Die Verwendung von Bariumcarbid hat auch weiterhin den Vorteil, daß sich die in der Schmelze durch Umsetzung bildenden festen, d. h. ungeschmolzenen Stoffe, nicht in zusammenhängenden Massen an der Tiegelwandung absetzen. Hierdurch ist ein störungsloses Arbeiten ermöglicht.
Die Zementationsarbeit bei der Verwendung von Bädern gemäß Erfindung wird in der Weise ausgeführt, daß die zu behandelnden Gegenstände in das Bad eingetaucht und längere Zeit bei geeigneter Temperatur gehalten werden. Die Zementationstemperaturen richten sich u. a. nach den gewünschten Zementationstiefen. Als zweckmäßig haben sich Temperaturen von etwa 75o bis io5o° C erwiesen.
Läßt das Bad in seiner Wirkung nach, so gibt man weitere Mengen von Carbid zu. Zweckmäßig geschieht der Zusatz in Vereinigung mit weiteren Mengen von zur Auffüllung des Bades erforderlichen Mengen an übrigen Bestandteilen derart, daß- man aus den jeweiligen Zusätzen eine Mischung zusammenschmilzt und das Schmelzgemisch in das.iBad gibt.
Es hat sich als günstig erwiesen, die Zementation bei Verwendung von Bädern gemäß Erfindung in geschlossenen Gefäßen durchzuführen, wodurch ein unnötiger Abbrand und Verlust an Carbid vermieden werden kann.
Die Kohlungen, welche bei der Verwendung von Zementationsbädern gemäß Erfindung erzielt werden, erreichen große Tiefen. So i-,var es beispielsweise möglich, in 6 Stunden bei 93o° C auf 2,4 mm Einsatztiefe zu kommen. Überkohlungen wurden nicht beobachtet.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Übergang der zementierten in die nichtzementierte Zone allmählich verläuft und gute Härtewerte erhalten werden. Beispiele i. In ein Schmelzbad, welches io kg Kaliumchlorid, iokg Soda und i, i kg Calciumcarbid enthält, werden Bolzen eingehängt, die einen Gehalt von o, i °/o Kohle besaßen. Die Zementation wird bei 93o° C durchgeführt. Nach, 2 Stunden betrug die Zementationstiefe i, i mm, nach 4. Stunden 1,4 mm.
2. Ein Härtebad, welches durch Zusammenschmelzen von 7,5 kg Kaliumchlorid, 7,5 kg Natriumchlorid, 3,0 kg 4tznatron und i,i kg Bariumcarbid erhalten wurde, ergab bei einer Temperatur von 93o° C nach 2, Stunden eine Einsatztiefe von i.i mm auf dem Bruch, von denen 0,7 mm eutektoidisch waren. In q. Stunden wurde eine Einsatztiefe von i,6 mm erzielt, von denen o,8 mm eutektoidisch waren. Nach weiteren 2 Stunden, also nach 6 Stunden, betrug die Einsatztiefe 2,4 mm, wovon 1,2 mm eutektoidisch waren. Die aufgekohlten Gegenstände besaßen nach dem Abschrecken 66 Rockwell-C-Härte.

Claims

PATENTANSPRUCIi Die Verwendung von Schmelzbädern, welche aus Carbiden der alkalischen Erden. wie Bariumcarbid oder Calciumcarbid, alkalisch wirkenden Mitteln, wie Soda, Ätznatron o. dgl., und inerten Salzen, wie Kochsalz, Chlorkalium, gegebenenfalls Mischungen verschiedener inerter Salze, zusammengesetzt sind, zum Zementieren von Eisen und Stahl.