DE746116C - Einsatzpulver - Google Patents

Einsatzpulver

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DE746116C
DE746116C DEM145944D DEM0145944D DE746116C DE 746116 C DE746116 C DE 746116C DE M145944 D DEM145944 D DE M145944D DE M0145944 D DEM0145944 D DE M0145944D DE 746116 C DE746116 C DE 746116C
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DE
Germany
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powder
cementation
nickel
insert
gas
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Expired
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DEM145944D
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English (en)
Inventor
Anton Lindel
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MIKRAK EISEN und METALL VEREDE
Original Assignee
MIKRAK EISEN und METALL VEREDE
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/60Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C8/62Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
    • C23C8/64Carburising
    • C23C8/66Carburising of ferrous surfaces

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

  • Einsatzpulver Die für die Einsatzhärtung verwendeten bekannten Einsatzpulver zementieren den Werkstoff ljei der Erhitzung auf die jeweilige Einsatztemperatur von 85o bis 95o° nicht direkt, sondern . indirekt über eine Gasphase von bestimmter Zusammensetzung. Die handelsüblichen Einsatzpulvermiscbungen konnten bis jetzt nicht so zusammengesetzt werden, daß es möglich war, die für den Einsatzprozeß in .einer bestimmten Zusammensetzung liegende Gasphase dauernd, d. h. während des ganzen Zementationsprozesses zu erhalten. Umfangreiche Versuche haben ergeben, daß die für die Zementation günstigste, aus dem Einsatzpulver sich entwickelnde Gaszusammensetzung folgende ist: 0,7 bis z % Kohlensäure, o,ß °[o schwere Kohlenwasserstoffe, o,or °/o Sauerstoff, 31 bis 36°% Kohlenoxyd, 5 bis 8 °/o Methan, 5o bis 55 °% Wasserstoff. Diese ideale Zusammensetzung der Zementiergasphase erhält sich nicht während des ganzen Einsatzprozesses, sondern nur während a bis 3 Stunden. Schon nach einer zehnstündigen Einsatzzeit, die für die Erreichung einer Einsatztiefe von etwa a mm nötig ist, haben die Gase an :den die Zementation fördernden Bestandteilen, wie Kohlenoxyd, Methan und schweren Kohlenwasserstoffen, so viel eingebüßt, daß die Aufkohlung nur noch mäßig vonstatten geht und schließlich ganz aufhört. In gleichem Maße-verkleinert sich auch das Pulvervolumen, was zur Folge hat, daß die in das Pulver eingepackten Werkstoffe durch das Nachsinken des Pulvers freigelegt werden und an den freigelegten Steilen eine ungleichmäßige Zementation aufweisen. Weiterhin würde durch eine Reihe von Großversuchen festgestellt, daß während der ersten 2 bis 3 Stunden, d. h. während der Zeit, während der sich die Gase in der idealen Zusammensetzung bilden, die Gasentwicklung solche Mengen annimmt, daß sich von diesen nur ein Bruchteil eines Prozentes an dem Proz.eß beteiligt, der Rest unausgenutzt aus dein Einsatzkasten entweicht.
  • Nachdem heute die Industrie und der Vierjahresplan besondere Anforderungen an die Einsatzhärtung stellen, müssen Einsatzpulver entwickelt werden, mit denen es möglich ist, Einsatztiefen bis über #:o inm hinaus zu erreichen. Unlegierte Werkstoffe mit den .großen Einsatztiefen haben insbesondere bei Baggerteilen, Hartzerkleinerungsanlagen und Mahlanlagen zwei- bis dreimal bessere Eigenschaften in bezug auf Verschleißbeständigkeit und Dauerfestigkeit wie die bisher für diese Teile verwendeten hochwertigen legierten Werkstoffe. Die unlegierten Werkstoffe müssen bei diesen großen Einsatztiefen nicht mehr 5, 6 und 7 Stunden lang, wie es für die Erreichung von Einsatztiefen von i mm bisher nötig war, sondern tagelang bis zu 1d. Tagen in dem Einsatzpulver zementiert werden.
  • Zweck der Erfindung ist nun, ein Einsatzpulver zu schaffen. welches diesen erhöhten Anforderungen vollkommen gerecht wird.
  • Das wesentliche Merkmal des erfindungsgemäßen Einsatzpulvers besteht in einem Zusatz von 3 bis i11 11(o Calciumphosphat oder von 6 bis 20111o Knochenschrott, 3 bis f1111(0 Ouarzsandpulver und 2 bis 3 01o oder "veniger Nickel-Kalium-Cyanür zu einem an sich bekannten Gemischaus Holzkohle, Koks, Barium-, Calcium- und Natroncarbonat. Mit dieser Pulvermischung wird nach den -schon bekannten Verfahren zementiert. Es sind Knochenkohle, Sand und Cyanverbindungen als Einsatzpulverbestandteile bekannt, die eine Sinterung hervorrufen können, .doch ist es unmöglich, mit solchen Mischungen eine tagelang wirkende Zementationsgasphase zu erreichen, weil die Nickelverbindungen gemäß der Erfindung fehlen.
  • Es ist auch bekannt, einen Nickelkatalysator zu verwenden, der in kurzer Zeit eine normale Oberflächenhärte bis 2 inin hervorbringt, doch ist damit die Erreichung einer Tiefenhärte nicht möglich, da die bekannten Einsatzpulver in Verbindung mit diesem Nickelkatalysator nicht von tagelanger Reak-,tion sind. Infolge Mangels an Knochenschrott, Sand und Phosphor in bestimmten Dosen verpufft das Pulver in einigen Stunden und ist dann nicht mehr reaktionsfähig.
  • Zum Stand der Technik gehört auch die Beimengung äon Knochenkohle als alleiniger Bestandteil. -,',Zach der Erfindung wird Knochenschrott oder statt dessen Calciumphosphat in bestimmter Dosierung mit anderen Bestandfeilen - verwendet, und zwar zur Nickelabspaltung, zur Bildung eines porösen Skeletts und somit zur Erhaltung einer gleichbleibenden und gleichmäßigen 7-ementationsphase.
  • Es ist auch bekannt, verschiedene Stoffe den Einsatzpulvern zuzusetzen, die wohl skelettbildend sind, aber einen toten Körper da,rstellen, der an keiner Reaktion teilnimmt.
  • Mit dem Einsatzpulver nach der Erfindung wird gegenüber dem Bekannten der Erfolg erzielt, daß nach Erreichung der Zeinentationstemperatur von 85o bis g>11° nicht sofort die bisher allen Einsatzpulvern charakteristische hohe Gasentwicklung einsetzt. Es bilden sich weniger Gase, die aber durch den ganzen Prozeß sich .gleichmäßig entwickeln. Die Regulierung der Gasniengenbildung und dieRegulierung der Gaszusammensetzung auf solche Anteile, -,vie sie eine gleichmäßig verlaufende Zementation erfordert, erfolgt nach der Formel Cal (P04)= -{- SiO., -E- C -1- K.,Ni (0N)= = Ca (K; SiO.j'+ CO -f- P -F- Ni -f- CN Die aus obiger Formel sich bildenden Reaktionsprodukte haben folgende Eigenschaften: Das Calcium-Kalium-Silicat sintert schon bei 85o° und bildet ein Gerippe im Einsatzpulver selbst, wodurch das Einsatzpulver die Form eines porösen und dennoch stabilen Körpers erhält. Es kann nicht zusammenfallen, wodurch ein gleichmäßiger Gasfluß durch das Einsatzpulver gewährleistet ist und, was noch wichtiger ist, die im Einsatzpulver eingeschlossenen Werkstoffe nicht bloßgelegt und entkohlt werden.
  • Das Kohlenoxyd als Hauptbestandteil der Zementations:gase nimmt selbständig an der Zementation teil. Ein Teil dieses C O hingegen verbindet sich mit Wasserstoff, der in Zeinentationsgasen in großen Mengen vorhanden ist, unter Einwirkung des in obiger Formel frei gewordenen Nickels zu die Zementation noch schärfer förderndem Methan gemäß folgender Formel: CO +H.=CH4+O Der hieraus frei gewordene Sauerstoff nimmt einen stetigen Kreislauf, der für die Zenientation unerläßlich ist, unter wechselnder Oxydierung des C und des P.
  • Der frei gewordene Phosphor -unterstützt die Zementation ganz erheblich. Genau so wird die Zementation durch das aus der Zersetzung von Nickel-Kalium-Cyanür frei gewordene Cyan gefördert.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einsatzpulver, bestehend aus einem Gemisch aus Holzkohle, Koks, Barium-, Calcium- und Natriumcarbonat, dem 3 bis io °/o Calciumphosphat und 3 bis io°/o Ouarzsandmehl sowie 2 bis 3 °%o Nickel-Kalium-Cyanür zugesetzt sind. z. Einsatzpulver nach Anspruch i, das an Stelle eines Zusatzes von 3 bis io °/o Calciumphosphat einen Zusatz von 6 bis 20 % Knochenschrott erhält.
DEM145944D 1939-08-22 1939-08-22 Einsatzpulver Expired DE746116C (de)

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