DE860589C - Verfahren zur Erzielung hoher Zunderfestigkeit metallischer Gegenstaende - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzielung hoher Zunderfestigkeit metallischer Gegehstände Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, durch dessen Anwendung es gelingt, das Verzundern metallischer Gegenstände, wie insbesondere solcher aus Stahl jeder Art, weitgehend herabzusetzen oder möglichst vollkommen auszuschließen.
• Viele Gegenstände aus Metall, wie vorzugsweise solche aus Eisen, Stahl, Kupfer oder Legierungen derselben, sind häufig hohen Temperaturen und dem Einfluß, von korrosiven Gasen ausgesetzt, vorzugsweise solchen, die stark oxydierend wirken. Die Lebensdauer derartiger Gegenstände ist infolgedessen verhältnismäßig klein und zwingt zu unerwünscht häufiger Auswechselung der verzunderten Teile durch neue, wie dies beispielsweise bei Roststäben, Kesselblechen oder auch anderen Teilen von Feuerungen beobachtet werden kann. Aber auch andere Ofenteile, ferner Härte- und SdhmeJztiegel, Wannen und andere Behälter für Salzbäder, weiterhin Gießformen und Geräte zu Gießzwecken, Glühkasten, Aufkohlungskasten, Schmelz- und Brennofenteile, Überhitzer, Schutzrohre oder allgemein Rohre und Bleche 'und viele andere Gebrauchsgegenstände und Teile von industriellen Einrichtungen sind derartigen- Beanspruchungen durch Korrosionsangriffe in erheblichem Maße ausgesetzt.
• Bekannt ist es, zum Vermeiden der Verschlakkungen von Roststäben oder Rostflächen diese Gegenstände an den Stellen, an denen sie den Einflüssen der Hitze und der Schlackenbildung ausgesetzt sind, mit einer nach dem Metallspritzverfahren hergestellten Schicht von Aluminium-zu versehen und dann langsam auf eine der Schmelztemperatur des Grundstoffes dieser Gegenstände sich nähernde Temperatur zu erhitzen. Mitunter wurde dabei auch noch eine Kupferzwischenschicht aufgespritzt. Die Anwendung einer solchen Maßnahme erleichtert wohl das Entfernen der Schlacken, schafft aber keine Möglichkeit, die Bildung von Zunderschichten zu verhindern.
• Es ist ferner nicht mehr neu, ein guß-eisernes Werkstück dadurch mit einem festhaftenden dichten Aluminiumüberzug zu versehen, daß auf das Werkstück zunächst eine Zwischenschicht aus Schmiedeeisen aufgebracht wird. Das Aluminium legiert dabei mit dem Schmiedeeisen, während das Schmiedeeisen in der Glühtemperatur mit dem Barunterliegenden Gußeisen verschweißt. Hierdurch wird eine Haftung der beiden Metallschichten erreicht. Nach diesem Verfahren gelingt es, z. B. Roststäbe mit Aluminium zu überziehen, die gegen mechanische undTemperatureinflüsse widerstandsfähig sind und eine erhöhte Lebensdauer erlangen. Die Annahme, daß' der Aluminiumüberzug gegen Verbrennen schützen würde, hat sich jedoch nicht in. dem erwarteten Maße erfüllt.
• Bekannt ist ferner ein Verfahren, nach welchem eine chromnickelhaltige Eisenlegierung auf die Oberfläche der zu schützenden metallischen Gegenstände aufgespritzt wird. Auf diese Schicht wird dann ein Anstrich von aluminiumhaltiger Farbe aufgetragen. Es ist ferner auch schon empfohlen worden, das Aluminium durch Aufspritzen auf die vorerwähnte Spritzschicht aufzubringen. Die Anwendung dieser Maßnahme zur Erzielung zunderfester Überzüge, vorzugsweise von aus Stahl bestehenden Gegenständen, hat jedoch keine befriedigenden Ergebnisse erbracht. Der Grund hierfür ist wahrscheinlich darin zu suchen, daß eine nicht ausreichende Menge Aluminium auf der Außenseite verbleibt, so daß die *chromnickelhaltige Eisenlegierung den heißen Gasen zu"stark ausgesetzt war. Selbst die sich in der Hitze bildende Legierungsschicht aus Chrom, Nickel, Aluminium und Eisen kann infolgedessen dem Korrosionseinfluß von starken heißen schwefelhaltigen Gasen nicht widerstehen.
• Genauere Untersuchungen haben ferner gezeigt, daß auch bei nach diesem Verfahren behandelten Gegenständen aus Baustahl oder Kesselblech, die auf Temperaturen von über iooo ° C erhitzt wurden, nach etwa 235 Stunden eine außerordentlich starke Verzunderung einsetzte, so daß die Anwendung dieser bekannten Maßnahme keine ausreichende Sicherheit gegen die Verzunderung gewährleistet.
• Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß zur Erzielung eines Schutzes gegen korrosive Einflüsse heißer Gase bei Temperaturen, die über 8oo ° liegen und sich bis etwa i:ioo° bewegen können, dann ein voller Erfolg erzielt werden kann, wenn die Gegenstände, auf deren Oberfläche eine aus Chrom-Nickel-Eisen- bzw. Chrom-Nickel-Legierungen bestehende Schicht aufgespritzt ist, einer Nachbehandlung mit Magnesiumoxyd, Natronlauge oder Kalilauge oder noch @besser mit Calcium-Silicium, vorzugsweise der dem Calcium-Sil-icid (CaSi) entsprechenden Zusammensetzung oder von Calcium-Aluminium, vorzugsweise der dem Alz Ca entsprechenden Zusammensetzung, unterworfen werden. Das Calcium-Sil.ioium oder Calcium-Aluminium kann vorteilhaft in Form eines feingemahlenen Pulvers verwendet werden, das zwecks erleichterten Aufbringens in einem Lack, beispielsweise einem Lack auf Bitumenbasis, angerührt, ein Auftragen mittels Pinsel gestattet. Der Anteil an Calcium-Silicium bzw. Calcium=Aluminium ist möglichst hoch zu bemessen. Es wird zweckmäßig ein Mischungsverhältnis Calcium-Silicium bzw. Calcium-Aluminium mit dem Lack von i : i, vorzugsweise 2 : 1, eingehalten.
• Die Natronlauge wird in Form konzentrierter Natronlauge aufgetragen. Zum Aufbringen des Magnesiumoxyds wird dieses tunlichst mit Kalkmilch, Tonerde und Wasser angerührt. Es kann auch ein Anstrich allein mit Kalkmilch oder allein mit Tonerde, die mit Wasser in einem solchen Verhältnis angerührt werden, daß ein gut verstreichbarer Brei entsteht, verwendet werden. Gegenstände, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Oberflächenbehandlung erfahren haben, sind hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Verzundern denen weit überlegen, die nach bisher bekannten Verfahren Schutzüberzüge erhalten haben.
• Von den in Frage kommenden chromnickelhaltigen Werkstoffen haben sich Chrom-Nickel-Eisen-Legierungen mit 18 bis 30% Nickel, etwa i& bis 25 % Chrom, bis 3% Silicium, Rest Eisen oder 6o bis 765 % Nickel, 12 bis 2-0 % Chrom, bis 3'10 Silicium, Rest Eisen oder auch Chrom-Nickel-Legie--rungen mit 75 bis 8o % Nickel, 15 bis 200/0 Chrom, bis 2% Silicium am besten bewährt. Die genannten Legierungen können außerdem in bekannter Weise noch bis io % Wolfram und/oder Molybdän enthalten. Außerdem kann in bekannter Weise ihre Hitzebeständigkeit durch Zusätze von Erdalkalien, seltenen Erden, Thorium, Zirkon, Uran, einzeln oder mehrere zusammen, wobei von jedem der genannten Elemente Gehalte von o,o2 bis o,5 % vorhanden sein können, erhöht sein. Die aufzubringende Metallspritzschichtdicke beträgt etwa 0,25 bis 0,L'.`0- mm.
• D'as Verfahren nach der Erfindung sei in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert..
• Auf einem Salzbadtiegel aus Kesselblech wurde nach Aufbringen einer Spritzschicht von 0,4 mm Dicke aus einer Chrom-Nickel-Eisen-Legierung der Zusammensetzung 2o;5% Chrom, 30,2% Nickel, 2,20/0 Silicium, Rest Eisen eine Mischung aus 6o Gewichtsteilen feingemahlenen Caleiunn-Silicium-Pulvers mit qo Gewichtsteilen eines Lackes auf .Bitumenbasis aufgestrichen. Nach einer Erwärmung von einigen Stunden auf 150 bis 200-° ist die aufgebrachte Schicht unter Bildung eines festen dichthaftendenüberzuges von gleichmäßigschyvarzgrauer Farbe angetrocknet. Bei Verwendung als Salztiegel für Härtesalz bei direkter Gasbeheizung bei einer Temperatur um io5o ° weist ein solcher Tiegel eine mindestens doppelt so hohe Lebensdauer auf wie ein nicht behandelter Tiegel aus dem gleichen Grundwerkstoff unter den gleichen B-edingungen. Der hohe Widerstand gegen Verzunderung wird bei nach dem Verfahren behandelten Gegenständen nicht beeinträchtigt, wenn die Atmosphäre schwefelhaltig ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: - i. Verfahren zum Erzielen hoher Zunderfestigkeit metallischer Gegenstände, die Temperaturen von über 8o,o ° C und der Einwirkung korrosiver Gase ausgesetzt sind, unter Verwendung von Chrom-Nickel-Eisen- bzw. Chrom-Nickel-Legierungen in Form von Metallspritzschichten, dadurch gekennzeichnet, daß derartige metallische Gegenstände einer Nachbehandlung mit Magnesiumoxyd, Natron- oder Kalilauge oder ' Calcium-Silicium, vorzugsweise in Form von Ca Si, oder. auch Calcium-Aluminium, vorzugsweise :in Form von Ale Ca, unterworfen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß Calcium-Silicium oder Calcium-Aluminium zweckmäßig in Form eines feingemahlenen Pulvers in einem Lack, beispielsweise einem solchen auf Bitumenbasis, eingebracht und mit diesem angerührt und schließlich auf die Metallspritzschicht aufgetragen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Calcium-Silicium bzw. Calcium-Aluminium mit dem Lack im Verhältnis von i : i, vorzugsweise 2:: i, verwendet wird. ¢. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen des Magnesiumoxyds dieser Stoff mit Kalkmilch, Tonerde und Wasser angerührt wird. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daS auf eine aus 18 bis 30'/o Nickel, 18 bis 250/0 Chrom, bis 30/0 S,ilicium, Rest Eisen bestehende Metallspritzschicht feingemahlenes Calcium-Silicium-Pulver, das mit einem Lack auf Bitumenbasis angerührt worden ist, aufgestrichen und danach einer Erwärmung bis etwa Zoo ° ausgesetzt wird. 6. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß auf eine aus 6o bis 65% Nickel, 12 bis 2io % Chrom, bis 3)/o Silicium, Rest Eisen bestehende Metallspritzschicht in ,einem Lack auf Bitumernbasis gelöstes Calciurn-S,iilicium-Pulver mit etwa q.o Gewichtsteilen aufgestrichen und danach einer Erwärmung auf i5o bis 2ioo° ausgesetzt wird. 7. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß auf einer aus 75 bis 8o % Nickel, r5 bis 2o%'Chrom, bis 2% Silicium, Rest Eisen bestehenden Metallspritzschicht Calcium-Silicium-Pulver, das in einem Lack auf Bitumenbasis gelöst ist, aufgestrichen und einer Erwärmung ausgesetzt wird. B. Verfahren nach Anspruch i, bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallspritzschicht in an sich.bekannter Weise noch bis io% Wolfram und/oder Molybdän zugesetzt werden. g. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallspritzschicht Erdalkalien, seltene Erden, Thorium, Zirkon, Uran einzeln oder mehrere zusammen zugesetzt werden, wobei jedes der genannten Elemente im Betrag von o,o2 bis o,5 0/0 vorhanden sein kann. io. Verfahren nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Metallspritzschicht etwa 0,25 bis o,4o mm ausmacht.