DE821905C

DE821905C - Verfahren zum Beizen, insbesondere von Staehlen

Info

Publication number: DE821905C
Application number: DED761A
Authority: DE
Inventors: Carl Ballhausen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1950-01-12
Filing date: 1950-01-13
Publication date: 1951-11-22

Description

Verfahren zum Beizen, insbesondere von Stählen Bekanntlich müssen die sich auf metallurgischen Erzeugnissen bei der Wärmebehandlung und/oder Warmverarbeitung bildenden Oxydschichten in den meisten Fällen entfernt werden, ehe die Erzeugnisse weiterer Verarbeitung oder der endgültigen Verwendung zugeführt werden. Die Erzeugnisse werden daher gebeizt, wobei es darauf ankommt, lediglich die Oxydhaut, die sogenannte Zunder- oder Sinterschicht, zu entfernen, ohne daß die unter der Schicht liegende Oberfläche angegriffen wird. Das Beizen wird sowohl bei :Metallen und Metallegierungen als auch insbesondere bei Eisen und Stahl angewendet.
Die Oberflächenoxyde werden bisher durch Beizen mit Säuren o. dgl. entfernt, um so eine blanke Oberfläche zu erhalten. Das Beizen in dieser Weise macht Schwierigkeiten, weil das Lösungsmittel, das den Zunder entfernt, in mehr oder minder starkem Maße auch nichtoxydierte Schichten der Erzeugnisse angreift. Dieser Vorgang, der auch als Überbeizung bezeichnet wird, führt zu Materialverlusten und außerdem zu Beeinträchtigungen der angestrebten blanken Oberfläche für das betreffende Werkstück. Besonders beim Beizen von Stählen und Stahllegierungen treten derartige Vorgänge häufig auf, so daß beträchtliche Schäden der Oberfläche in Kauf genommen werden müssen, wie.beispielsweise Lochfraß bei korrosionsbeständigen Werkstücken u. dgl.
Das Verfahren gemäß der Erfindung strebt eine einfache und zweckentsprechende Beseitigung der Oxydschichten an und soll vor allem beim Beizen von Stahl und Stahllegierungen, aber auch bei Metallen und Metallegierungen das Überbeizen vermeiden. Untersuchungen des Erfinders haben zu dem überraschenden Ergebnis geführt, daß metallisches Natrium von einer Ätznatronschmelze begierig aufgenommen wird und dann zu einer Reaktion mit den Metalloxyden befähigt ist. ,Es werden auf diese Weise Oxydschichten auf Metallen und Metallegierungen sowie insbesondere auf Eisen- und Stahllegierungen, die in ein solches Bad eingetaucht werden, in eine Form' überführt, in der sie leicht von der Oberfläche entfernt werden können, entweder durch Abspülen mit Wasser oder durch eine verhältnismäßig kurzzeitige Beizbehandlung in einer Säure. Im Laufe der Reaktion bilden sich offenbar Natriumoxyde, und es ist festgestellt worden, daß diese sich wahrscheinlich ebenfalls an den Reaktionen beteiligen, wobei schließlich auch die gesamte Schmelze praktisch aus Natriumoxyd bestehen kann.
Demgemäß wird nach der Erfindung vorgeschlagen, Oxyde, beispielsweise in Form von Zunder oder Sinter, an Eisen und Stahllegierungen sowie Metallen und Metallegierungen zu entfernen, indem die oxydierten Gegenstände in eine mit metallischem Natrium versetzte Schmelze 'aus Natriumhydroxyd und/oder Natriumoxyd eingebracht werden.
Bei der Ausübung des Verfahrens in der Praxis, beispielsweise des-Beizens von Stahl, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so vorgegangen, daß das Natriumhydroxyd in einem Stahlbehälter entsprechender Größe eingeschmolzen wird. Wenn das Natriumhydroxyd eingeschmolzen ist, wird auf die Oberfläche des Schmelzbades metallisches Natrium aufgelegt und während es unter Einwirkung der Temperatur der @ Ätznatronschmelze schmilzt, in diese mechanisch eingerührt. Der Rührer kann beliebige Form besitzen und in einfachster Weise hergestellt werden. Vorzugsweise wird ein Rohr verwendet, das in die Ätznatronschmelze eintaucht. In diesem Rohr wird ein Rührer angebracht, der beispielsweise aus einer Stange oder einem Stab bestehen kann, mit spiralförmig eingesetzten Drähten, die im rechten Winkel zur Stabachse stehen. Ein solcher Rührer genügt vollauf, um das schmelzende Natrium in die Atznatronschmelze einzurühren, in der es sich mit großer Geschwindigkeit gleichmäßig verteilt und nicht wieder ausgeschieden wird. Selbstverständlich kann auch jede andere Art eines sich drehenden Rührers verwendet werden, so z. B. Schnecken, Schrauben oder sonstige Einrichtungen. Desgleichen liegt es im Sinne der Erfindung, die Rührwirkung durch hin und her schwingende Rührer oder durch Schall- bzw. Ultraschallschwingungen hervorzurufen.
Der zu beizende Stahl, beispielsweise ein Stahlblech o. dgl., wird in die mit Natrium versetzte Schmelze eingebracht und dort belassen, bis der Zunder abgebeizt oder in eine Form übergeführt ist, in der er sich leicht entfernen läßt. Die metallisch blanke Oberfläche des Werkstückes wird selbst dann nicht angegriffen, wenn das Beizen unverhältnismäßig lang ausgedehnt wird. Sinngemäß gleiches gilt für die Behandlung von Metallen und Metalllegierungen bzw. daraus gefertigter Werkstücke.
Für die Durchführung des Verfahrens sind verhältnismäßig geringe Natriummengen erforderlich, da die Beizwirkung auch dann noch vor sich geht, wenn die Natriumkonzentration des Bades gering ist oder sich erhebliche Mengen eines N atriumoxydes gebildet haben bzw. das Natriumhydroxyd praktisch ganz in Natriumoxyd umgewandelt ist. Selbstverständlich kann auch so verfahren werden, daß eine große Menge Natrium in das Bad eingerührt wird, wobei Konzentrationen bis über 33 °/o erreicht werden können. Alsdann kann die Vorrichtung, mit der das Natrium eingerührt wurde, aus dem Bad entfernt werden, während das Beizen so lange fortgesetzt werden kann, bis das Natrium in der Schmelze verbraucht ist. Zweckmäßiger dagegen wird es im allgemeinen sein, kontinuierlich geringe Natriummengen in das Schmelzbad einzurühren, während gleichzeitig kontinuierlich gebeizt wird.
An den aus dem Beizbad entfernten Werkstücken haften neben den Ätznatronresten oder sonstigen Bestandteilen der Schmelze der Zunder oder Sinter als Schlamm oder in zusammenhängenden Folien, und die Werkstücke bedürfen daher im allgemeinen einer Nachbehandlung. Sie werden von den anhaftenden Spuren von Natriumhydroxyd oder Natriumoxyd sowie von den in eine leicht entfernbare bzw. leicht säurelösliche Form übergeführten Metalloxyden durch Spülen oder Spritzen mit Wasser o. dgl. mechanisch gereinigt oder anschließend in Salz-oder Schwefelsäurebäder getaucht, in denen sich die fein verteilt anhaftenden Zunder- bzw. Sinterreste leicht und schnell lösen. Nach Abspülen in Wasser ist eine metallisch saubere Oberfläche erreicht. Das nachträgliche Säurebeizen geht so rasch vor sich und kann unter Verwendung verhältnismäßig schwacher Säurekonzentrationen durchgeführt werden, daß hierbei die Gefahr des Überbeizens oder sonstige bekannte durch die Säuren hervorgerufenen Oberflächenschäden ausgeschlossen sind.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in gewissem Umfang abgewandelt werden, insbesondere um es speziellen Betriebsanforderungen anzupassen, ohne daß dadurch vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen würde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Entfernen von Oxyden, beispielsweise in Form von Zunder oder Sinter, an Eisen und Stahllegierungen sowie Metallen und Metallegierungen durch Beizen, dadurch gekennzeichnet, daß die oxydierten Gegenstände in eine mit metallischem Natrium versetzte, aus Natriumhydroxyd und/oder Natriumoxyd bestehende Schmelze eingebracht und gegebenenfalls anschließend mit `'Wasser abgespritzt und/ oder kurzzeitig in einem Säurebad behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Natrium zur innigen Berührung mit Natriumhydroxyd in die Ätznatronschmelze mechanisch eingerührt oder durch Schall bzw. Ultraschallschwingungen eingebracht wird.