DE700904C

DE700904C - Bichromate-containing fused salts for the heat treatment of metals of the iron group and their alloys and processes for their production

Info

Publication number: DE700904C
Application number: DE1936I0055158
Authority: DE
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1936-06-03
Filing date: 1936-06-04
Publication date: 1941-01-08

Description

Bichromathaltige Salzschmelzbäder zur Wärmebehandlung von Metallen der Eisengruppe und ihrer Legierungen und Verfahren zu ihrer Herstellung Für die Wärmebehandlung von Eisenlegierungen werden häufig zwecks Einhaltung gleichmäßiger Temperaturen Bäder verwendet, die aus geschmolzenen Salzen oder Salzgemischen verschiedener Zusammensetzung bestehen. Während solche Bäder sich bei tieferen Temperaturen .durchaus bewähren, lehrt die Erfahrung, daß mit der Anwendung höherer Temperaturen, beispielsweise 5oo° und darüber, die meisten dieser Salzschmelzen einer Zersetzung unterliegen, die nicht nur eine Veränderung der Badzusammensetzung zur Folge hat, sondern sich unter Umständen auch im Sinne einer schädlichen Reaktion mit der Oberfläche des behandelten Werkstücks äußert. Insbesondere ist dies auch dann der Fall, wenn die Salzschmelzbäder geschmolzene Alkalibichromate enthalten oder aus ihnen bestehen, da mit zunehmenden Temperaturen eine fortschreitende Zersetzung der Bichromate unter Bildung von Mdnochromat und Chromoxyd erfolgt gemäß der Gleichung q. Met Cr, 07 --@ q. Mez Cr 04 + 2 Crz 03 + 3 0z wobei Me entweder Natrium oder Kalium oder ein Gemisch beider Kationen bedeutet. Das Gleichgewicht ist temperaturabhängig in dem Sinne,- daß bei gegebener Zusammensetzung der Schmelze jeder Temperatur ein genau bestimmter Sauerstoffpartialdruck entspricht.Bichromate-containing molten salt baths for the heat treatment of metals of the iron group and their alloys and processes for their production For the heat treatment of iron alloys, baths consisting of molten salts or salt mixtures of various compositions are often used in order to maintain uniform temperatures. While such baths have proven themselves at lower temperatures, experience shows that with the use of higher temperatures, for example 500 ° and above, most of these molten salts are subject to decomposition, which not only results in a change in the bath composition, but also below Circumstances expresses itself in the sense of a harmful reaction with the surface of the treated workpiece. This is especially the case when the molten salt baths contain or consist of molten alkali bichromates, since with increasing temperatures a progressive decomposition of the bichromates with the formation of molten chromate and chromium oxide takes place according to the equation q. Met Cr, 07 - @ q. Mez Cr 04 + 2 Crz 03 + 3 0z where Me is either sodium or potassium or a mixture of both cations. The equilibrium is temperature-dependent in the sense that, for a given composition of the melt, an exactly defined oxygen partial pressure corresponds to each temperature.

Es wurde gefunden, daß dieser Zersetzung des Kaliumbichromats entgegengewirkt wird, wenn die Salzschmelzbäder gleichzeitig einen Gehalt an Kaliummonochromat aufweisen, dessen Höhe dem der Verwendungstemperatur jeweils entsprechenden gleichbleibenden Oxydationswert der monochromatfreien Schmelze mindestens entspricht. Man kann dabei entweder das Monochromat als solches dem Schmelzbade zusetzen oder aber das gewünschte Verhältnis durch Zusatz entsprechender Mengen solcher Salze erzeugen, die das Bichromat in Monochromat überführen (Salpeter o. dgl.). Die Kaliumsalze lassen sich teilweise oder ganz durch die entsprechenden Natriumsalze ersetzen.It has been found that this decomposition of the potassium dichromate is counteracted if the molten salt baths also contain potassium monochromate, the level of which remains the same as that of the temperature of use At least corresponds to the oxidation value of the monochromate-free melt. You can do it either add the monochromate as such to the molten bath or the desired one Generate ratio by adding appropriate amounts of such salts that the bichromate Convert to monochromate (saltpeter or the like). The potassium salts can be partially or replace entirely with the appropriate sodium salts.

Im Hinblick darauf, daß im Betriebe die vorgeschriebene Temperatur gelegentlich überschrieen wird, empfiehlt es sich, den Gehalt der Schmelze an Monochromat um ein geringes höher zu bemessen, als sich aus dem für die fragliche Temperatur ermittelten gleichbleibenden Oxydationswert der mono= rhromatfreien Schmelze ergeben würde. Für eine Badtemperatur von 65o" eignen sich beispielsweise Bäder folgender Zusaminensetzung a) 82 Teile K: Cr, 07 i8 Teile IL N 0s b) 63 Teile K2 Cr. O; 37 Teile K. Cr 04 c) 4.2 Teile Na, Cr207 58 Teile K., Cr 04.With a view to the fact that the prescribed temperature in the company is occasionally exceeded, it is advisable to check the monochromate content of the melt to be measured a little higher than what is indicated for the temperature in question determined constant oxidation value of the mono = rhromat-free melt would. For example, a bath temperature of 65o "is suitable Baths of the following composition a) 82 parts of K: Cr, 07.18 parts of IL N 0s b) 63 parts K2 Cr. O; 37 parts of K. Cr 04 c) 4.2 parts of Na, Cr207 58 parts of K., Cr 04.

Der Oxvdationswert dieser Gemische beträgt 185 und unterschreitet damit den dem Gleichgewicht bei 65o° C entsprechenden Wert um etwa 6, so daß kurzzeitige Temperatursteigerungen bis auf 700° C ohne merkbare Änderung in der Zusammensetzung des Bades ertragen werden.The oxidation value of these mixtures is 185 and below thus the value corresponding to the equilibrium at 65o ° C by about 6, so that short-term Temperature increases up to 700 ° C without any noticeable change in the composition of the bath.

Es wurde nun beobachtet, daß bei Verwendung von Salzschmelzbädern gemäß Erfindung die Korrosion der behandelten Werkstücke weitgehend verringert bzw. fast völlig aufgehoben wird. Weiterhin wurde gefunden, daß man diese Salzschmelzbäder auch vorteilhaft zur bloßen Oberflächenveredlung von Metallen der Eisengruppe und solchen Legierungen der Metalle der Eisengruppe verwenden kann, die nicht vergütbar sind.It has now been observed that when using molten salt baths According to the invention, the corrosion of the treated workpieces largely reduced or is almost completely canceled. It has also been found that these molten salt baths can be used also advantageous for the mere surface finishing of metals of the iron group and such alloys of the metals of the iron group can be used that are not heat-treatable are.

Folgende Tabelle ergibt eine Übersicht über die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bei Verwendung der Salzschmelzbäder gemäß Erfindung Versuchstemperatur: 500° C. Versuchsdauer: ii Tage.The following table gives an overview of the improvement in corrosion resistance when using the molten salt baths according to the invention test temperature: 500 ° C. Duration of experiment: ii days.

i. Salzschmelze.i. Molten salt.

750 g Na. Cr.,07 + 25o g K. Cr., 0-(ohne Zusatz von Alkalimonochromat) Werkstoff Angriff in g/m2 und Tag Eisen ....................... 3o bis 35 Chromnickelstahl ............ 7 - 8 Nickel....................... 6 - 7 2. Salzschmelze. 750 g Na. Cr., 07 + 25o g K. Cr., 0- (without addition of alkali monochromate) material Attack in g / m2 and day Iron ....................... 3o to 35 Chrome-nickel steel ............ 7 - 8 Nickel ....................... 6 - 7 2. Molten salt.

75o g Na. Crz O -, + 2509 K2 Cr.'> 07 +:[0"/'o K.Cr 04 (gemäß Erfindung) Werkstoff Angriff in g7M2 und Tag Eisen ....................... 2 bis 3 Chromnickelstahl............. 0,7 - 0,8 Nickel....................... 0,6 - 0,7 Dieser Befund ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß sich in den Bädern gemäß Erfindung auf den Oberflächen der Werkstoffe Schutzschichten ausbilden. So wurde beobachtet, daß selbst bei verhältnismäßig kurzen Eintauchzeiten auf Nickel, Lisen, Monelmetall, Cliromnickelstählen der %-erseliiedensten Zusammensetzung festhaftende und je nach der Berührungsdauer gleichzeitig dunkelbraun bis schwarz gefärbte Uberzüge gebildet werden. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei Eisen und Eisenlegierungen sich Schutzschichten bilden, die das Rosten an der Luft entweder wesentlich verringern oder aber sogar fast völlig unterbinden. Diese Überzüge eignen sich infolgedessen besonders als Grundlage für die nachträgliche Aufbringung von Farblacken u. dgl.75o g Na. Crz O -, + 2509 K2 Cr. '> 07 +: [0 "/' o K.Cr 04 (according to the invention) Material attack in g7M2 and day Iron ....................... 2 to 3 Chrome-nickel steel ............. 0.7 - 0.8 Nickel ....................... 0.6-0.7 This finding is primarily due to the fact that protective layers are formed on the surfaces of the materials in the baths according to the invention. It has been observed that even with relatively short immersion times on nickel, Lisen, Monel metal, Cliromnickelstahl the lowest composition, firmly adhering and depending on the duration of contact, dark brown to black colored coatings are formed at the same time. It has been shown that protective layers form, particularly in the case of iron and iron alloys, which either significantly reduce rusting in the air or even almost completely prevent it. As a result, these coatings are particularly suitable as a basis for the subsequent application of colored lacquers and the like.

Die nachfolgende Übersicht läßt den Einfluß einer vorausgegangenen Oberflächenbehandlung mit Salzschmelzbädern gemäß Erfindung bei 5oo#- C auf verschiedene Nutzmetalle erkennen, wobei der Grad des Angriffs durch unmittelbare Stromstärkemessung in 2o;oiger Kochsalzlösung nach T o dt bestimmt wurde. Die Ablesung erfolgte nach einer Tauchzeit von jeweils 2.Minuten. Behand- Korrosion V"- Werkstoff lungszeit in besserung Amp. 10- Minuten cmz - 0/0 I. Eisen a) unbehandelt --- 8,5 bis 9,5 - b) behandelt. . 2 6,3 30 5 519 34,5 10 5,3 41 20 4,3 52 40 417 48 1I. Nickel a) unbehandelt -- b) behandelt. . 30 o,6 40 6o 0,3 6o 120 0,3 60 11i. Monehnetall a) unbehandelt - 1,7 - b) behandelt.. io 0,7 59 20 0,3 82,5 The following overview shows the influence of a previous surface treatment with molten salt baths according to the invention at 500 ° C. on various useful metals, the degree of attack being determined by direct measurement of the current intensity in 20% saline solution after T o dt. The reading took place after a dip time of 2 minutes each time. Treat- Corrosion V "- Material recovery time is improving Amp. 10- Minutes cmz - 0/0 I. Iron a) untreated --- 8.5 to 9.5 - b) treated. . 2 6.3 30 5,519 34.5 10 5.3 41 20 4.3 52 40 417 48 1I. nickel a) untreated - b) treated. . 30 o, 6 40 6o 0.3 6o 120 0.3 60 11i. Monehnetall a) untreated - 1.7 - b) treated .. io 0.7 59 20 0.3 82.5

Claims

PATENT CLAIMS: i. Bichromate-containing molten salt baths for the heat treatment of metals of the iron group and their alloys at temperatures between about 5oo and 770o ° C with simultaneous improvement of the corrosion resistance of the treated materials, characterized in that the salt baths, apart from potassium dichromate, have a monochromate content that corresponds to the equilibrium ratio of the treatment temperature at least corresponds to both salts.

2. Molten salt bath according to claim r, characterized in that part of the potassium dichromate by Sodium dichromate is replaced.

3. Process for the preparation of molten salt baths according to claim r or 2, characterized in that bichromate baths have a Addition of salts, e.g. B. Saltpeter, by which part of the Bichroma: ts is converted into monochromate. Supplementary sheet to patent specification 7t) (7 9 () 4 class 18e Group 1 / 6o, -den: From the patent seeker .is specified as the inventor wor-Dr. Joseph Martin Michel in Bitterfeld,