Schmelzbad zum Aufkohlen und zur entkohlungsfreien Wärmebehandlung
von Stählen In demn Patent 67o 246 ist ein Zeinentationsschnelzbad für Lisen, Stahl
u. dgl. beschrieben, das aus nicht zementierend wirkenden Salzen, wie Alkali- und
Erdalkaliclloriden, sowie aus solchen zementierend wirkenden organischen Stickstoffverbindungen,
in denen kein Metall vorkommt und die sich bei den Zemnentierungstennperaturen nur
langsam zersetzen, wie polymerisierte Blausäure, besteht. Es ist aus diesen Patent
weiterhin bekannt, den Bädern außer den nnetallfreien organisehen Stickstoffverbindungen
noch andere zementierend wirkende bzw. einer Entkohlung entgegenwirkende Stoffe,
z. B3. fein verteilte Kohle, in geringen Mengen zuzusetzen.Molten bath for carburizing and decarburization-free heat treatment
of steels In the patent 67o 246 there is a melting bath for Lisen, steel
and the like. Described from non-cementing salts, such as alkali and
Alkaline earth metal chloride, as well as from such cementing organic nitrogen compounds,
in which no metal occurs and which are only present at the Zemnentierungstennperaturen
slowly decompose, like polymerized hydrocyanic acid. It is from this patent
also known to the baths apart from the metal-free organic nitrogen compounds
other substances that act as cement or counteract decarburization,
z. B3. finely divided coal, to be added in small amounts.
Gemäß vorliegender Erfindung, die ein Zemnentationsschmnelzbad bzw.
ein Bad zur Wärmebehandlung betrifft, wurde überraschenderweise gefunden, daß demn
Bad als zementierend wirkende organische Stickstoffverbindungen vorteilhaft metallfreie,
verhältnisniäßig leicht flüchtige Verbindungen des Kohlenstoffs und Stickstoffs,
z. B. Anmoniumkarbonat, Annonitumformniat und Dicyandiamid, zugesetzt werden können.
Die metallfreien, verhältnismäßig leicht flüchtigen Verbindungen werden in Mengen
von etwa o, i bis 5 % und mehr zugesetzt. Die zementierend wirkenden Stoffe werden
zusammen mit der fein verteilten Kohle bzw. anderen kohlenstoffhaltigen Substanzen,
wie vor allem Holzkohle, gemischt und demn Zenentationsschmelzbad zugesetzt. Die
Menge der kohlenstoffhaltigen bzw. Kohlenstoff liefernden Substanzen, wie fein verteilte
Kohle, Holzkohle oder ähnliche Kohlearten, beträgt etwa 5 bis 2o °/o des Gewichtes
der metallfreien stickstoffhaltigen flüchtigen Verbindungen.According to the present invention, which includes a cementation melt bath.
relates to a bath for heat treatment, it has surprisingly been found that demn
Bath as a cementing organic nitrogen compound, advantageously metal-free,
relatively volatile compounds of carbon and nitrogen,
z. B. ammonium carbonate, annonite formnate and dicyandiamide can be added.
The metal-free, relatively volatile compounds are produced in quantities
from about 0.1 to 5% and more added. The cementing substances are
together with the finely divided coal or other carbonaceous substances,
like especially charcoal, mixed and added to the zenentation bath. the
Amount of carbon-containing or carbon-supplying substances, such as finely divided ones
Coal, charcoal, or similar types of coal, is about 5 to 20 per cent by weight
of metal-free nitrogen-containing volatile compounds.
Durch den Zusatz verhiiltnisniii13ig leicht flüchtiger metallfreier
Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen an Stelle von z. B. polvnierisierter Blaus
'itire können gemiiß vorliegender Erfindung überraschenderweise leichter zugiingliche
und billigere
Koh1(@nstoff-Stickstoff-Verhindungen verwendet
werden. ]s genügen schon außerordentlich geringe
11er(gen all Stickstoff- und kohlenstoffhaltigen Ver-
hindungen, um eine 1titkohlung zti verhindern.
l >ic Verwendung von verh<iltnistnäßig leicht
flüchtigen Verbindungen des Kohlenstoffs und
Stickstoffs in geringen Mengen an Stelle der bis-
her verwendeten zementierend wirkenden orgäni-
;;chen Stickstoffverbindungen, die sich mir lang-
satn zcr:;c:tzeti, war überr;ischend und durchaus
nicht naheliegend. In dem Patent 670246 wird
s(>gar voll derartigen leicht flüchtigen Stoffen ab-
geraten, da z. I3. ameisensaures Ammoniak sich
her(its b c; vei-liiiltnisrniißig niedrigen Temperaturen
rasch zersetzt, wodurch die
derartiger
Salze als zementierender Bestandteil schmelz-
flücsiger Salzbäder von vornherein ausgeschlossen
sei. Vberrasahenderweise hat sich dagegen gezeigt,
<1a13 diese flüchtigen Substanzen zusammen mit
k(>lilenstoffli<tlt:geli Körpern, wie Holzkohle u. dgl.,
sich mit Vorteil an Stelle der bisher verwandten
s(:hwer zersetzlichen Verbindungen, wie polymeri-
sierter Blausäure, verwenden lassen. Entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, daß
(las Schmelzbad zur Aufkohlung von kohlenstoff-
armen Stählen und zur entkohlungsfreien Wärme-
hehan(ilung von kohlenstoffreichen Stählen mög-
lichst frei von Oxyden und Carbonaten der Alkalien
und Erdalkalien oder solchen bildenden Stoffen ge-
haltt@n wird, was beispielsweise durch Zusatz gerin-
gc#r iNlengen von :2\nimotiiumelilorid geschehen kann.
Unter Uniständen ist es weiterhin von Vorteil, daß
(las Schmelzbad zum mindesten 50o seines Gewich-
tes an Erdalkalichlorid enthält. Das Salzschmelzbad
wird mit Vorteil zur Wärmebehandlung und Koh-
lung von Stählen usw. bei Teniperatureti zwischen
700' und 125o° C verwendet.
:\tiliercleill können für das vorliegende Zemen-
tationsschnielzbad, (las auch zur kohlungsfreien
Wärmebehandlung von kohlenstoffreichen Stählen
benutzt werden kann, solche Badbehälter verwendet
werden, die bei Cyanid enthaltenden Bädern, wie
sie bisher üblich waren, nicht benutzt werden konn-
ten. 1%s ist daher möglich, die Bäder entsprechend
der vorliegenden Erfindung in aus Schamotte her-
gestellten Wannen ohne Störung der die Kohlung
()der Entkohlung verhindernden Wirkung und ohne
Beschädigung des Wannenbaumaterials zu be-
treiben.
Dies bringt den Vorteil mit sich, daß man prak-
tisch Kohlungstemperaturen anwenden kann, die
bisher wegen mangelhafter Haltbarkeit der nietal-
lischen oder keramischen Tiegelbaustoffe nicht an-
\vendhar waren. Man kann derartige Kohlungs-
Iti(fer bei Temperaturen von 125o° C betreiben,
sofern (las Härtegut (fies zuläßt, und man erreicht
(tann die üblichen Kohlungstiefen in einer wesent-
lich kürzeren "Zeit als bisher.
Der Zusatz an leicht flüchtigen Stickstoffver-
bindungen im Gemisch mit Kohle oder kohleähn-
l:chen bzw. stark kohlenstoffhaltigen Substanzen
gescliielit zweckmüßig in kleinen Zeitabständen und
in kleinen Mengen. Man setzt z. B. dem .Bad alle
4 Stunden eine entsprechende Mischung in einer
Menge von o,5 % oder stündlich eine '\,lenge von
o,i% des Badgewichtes zu.
Beispiel1
In einem Stahltiegel wurde eine Schmelze fol-
gender Zusammensetzung eingeschmolzen:
5o Gewichtsteile Bariunichlorid,
25 - Natritinichlorid,
25 - Kaliunichlorid.
Dieser Schmelze wurde die folgende :Mischung
zugesetzt, und zwar in dstündigen Abständen
o,5 % des Badgewichtes:
9o Gewichtsteile IHartistoff,
io - Holzkohle.
Wurden in diese Schmelze bei (930° C Proben aus
unlegiertem Einsatzstahl 2 Stunden eingehängt, so
hatten sie nach dieser Zeit eine Einsatztiefe von
0,7 inm mit 0,3 mm eutektoideln Anteil. Werk-
stücke aus Werkzeugstahl, in dieselbe Schmelze
eingehängt, werden nicht aufgekohlt, doch wird
ihre Entkohlung verhindert. Sie zeigten nach der
Erwärmung in dieseln Bad mit darauffolgendem
Abschrecken eine silberblanke, glasharte, nicht feil-
bare Oberfläche.
Beispie12
In einem Stahltiegel wurde eine Schmelze fol-
gender Zusammenstellung eingeschmolzen:
5 Gewichtsteile Calciumchlorid,
45 - Natriunichlorid,
50 - Kaliunichlorid.
Dieser Schmelze wurde alle 4 Stunden in einer
Menge von '/z 0/0 (ICs Badgewichtes folgende
Mischung zugegeben:
9o Gewichtsteile :ymtnonitilncarbotiat,
10 - Tierkohle,
1 - Amrnoniumdhlorid.
In diese Schmelze wurden Proben aus Einsatzstahl
bei fjoo°.C 2 Stunden lang eingehängt. Sie zeigten
eine Einsatztiefe von o,4 niln bei einem eutektoiden
Anteil von 0,2 nim.
Beisliie13
In einem schamotteausgeinauerten Elektroden-
ofen wurde eine Schmelze aus reinem Barium-
chlorid eingeschmolzen. Dieser Schmelze wurde
stündlich in einer Menge von 0,2 % des Bad-
gewichtes folgende Mischung zugegeben:
io Gewichtsteile Dicyandialnid,
i - Holzkohle.
Eine Probe aus Einsatzstahl zeigte bei 1200° C in
2 Stunden eine l,ilisatztiefe von 2 mm bei einem
eutektoiden Anteil von o,4 mm.
By adding relatively volatile, metal-free carbon and nitrogen compounds instead of e.g. B. Polished blue itire can surprisingly more easily accessible and cheaper according to the present invention Koh1 (@ nstoff-nitrogen preventions used
will. ] s are sufficient, even extremely small
11er (against all nitrogen and carbon containing
obstacles to prevent 1titkohlung zti.
I use of relatively light
volatile compounds of carbon and
Nitrogen in small amounts instead of the
used cementing organic
;; chen nitrogen compounds that are long-
satn zcr:; c: tzeti, was surprising and thoroughly
not obvious. In the patent 670246
s (> even full of such volatile substances
advised because z. I3. ammonia form itself
her (its bc; extremely low temperatures
rapidly decomposes, whereby the
such
Salts as a cementing component of the melting
Liquid salt baths are excluded from the start
may be. Surprisingly, however, it has been shown
<1a13 these volatile substances together with
k (> lilenstoffli <tlt: geli bodies such as charcoal and the like,
with advantage instead of the previously used ones
s (: hwer decomposable compounds, such as polymer
hydrogenated hydrogen cyanide. Corresponding
of the present invention it is advantageous that
(read the molten bath for the carburization of carbon
poor steels and for decarburization-free heat
hehan (the use of high-carbon steels is possible
Mostly free of oxides and carbonates of alkalis
and alkaline earths or such forming substances
halt @ n, which is reduced, for example, by adding
gc # r iNlengen von: 2 \ nimotiiumelilorid can happen.
Under university stands it is also advantageous that
(read the melt pool at least 50o of its weight
tes of alkaline earth chloride. The molten salt bath
is used with advantage for heat treatment and carbon
development of steels etc. at Teniperatureti between
700 ' and 125o ° C used.
: \ tiliercleill can for the present cement
tationsschnielzbad, (read also about the carbon-free
Heat treatment of high carbon steels
can be used, such bath containers are used
be used in cyanide-containing baths, such as
they were common up to now and could not be used
th. 1% s is therefore possible, the baths accordingly
of the present invention made from chamotte
provided tubs without disturbing the carbonation
() the decarburization preventing effect and without
Damage to the tub construction material
to drive.
This has the advantage that one practically
table can apply carbonization temperatures that
so far due to poor durability of the rivet
or ceramic crucible building materials.
\ vendhar were. One can see such charcoal
Iti (fer operate at temperatures of 125o ° C,
if (read hardness (nasty permits, and one achieves
(tann the usual depths of carbonization in a substantial
much shorter "time than before.
The addition of volatile nitrogen compounds
bonds mixed with coal or coal-like
l: Chen or substances with a high carbon content
together expediently at small time intervals and
in small quantities. One sets z. B. the .Bad all
4 hours a corresponding mixture in one
Amount of 0.5% or an hourly '\, length of
o, i% of the bath weight.
Example 1
In a steel crucible, a melt was
gender composition melted down:
50 parts by weight of barium chloride,
25 - sodium chloride,
25 - Potash dichloride.
This melt became the following: Mixture
added, at intervals of 1 hour
0.5% of the bath weight:
9o parts by weight IHartistoff,
io - charcoal.
Samples were made in this melt at (930 ° C
unalloyed case-hardening steel hung for 2 hours, like this
after this time they had an operational depth of
0.7 inch with 0.3 mm eutectoid portion. Plant-
pieces of tool steel, in the same melt
hooked, are not carburized, but will
prevents their decarburization. They showed after the
Warming in a diesel bath followed by
Quenching a silvery, glass-hard, not for sale
bare surface.
Example12
In a steel crucible, a melt was
gender composition melted down:
5 parts by weight calcium chloride,
45 - sodium chloride,
50 - Potassium dichloride.
This melt was every 4 hours in one
Amount of '/ z 0/0 (ICs bath weight following
Mixture added:
9o parts by weight: ymtnonitilncarbotiat,
10 - animal charcoal,
1 - ammonium chloride.
Samples made of case-hardened steel were placed in this melt
hung at fjoo ° .C for 2 hours. They showed
an operating depth of 0.4 niln in a eutectoid
Share of 0.2 nim.
Beisliie13
In a fireclay-lined electrode
furnace was made of pure barium
chloride melted down. This melt was
every hour in an amount of 0.2% of the bath
weight of the following mixture added:
10 parts by weight of dicyandialnide,
i - charcoal.
A sample made of case-hardened steel showed in
2 hours a l, ilis insertion depth of 2 mm for one
eutectoid portion of 0.4 mm.