DE961634C - Verfahren zum Erzielen blanker Oberflaechen von metallischen Werkstoffen und deren Legierungen, vorzugsweise von chromhaltigen Staehlen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erzielen blanker Oberflächen von metallischen Werkstoffen und deren Legierungen, vorzugsweise von chromhaltigen Stählen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzielen blanker Oberflächen von metallischen Werkstoffen und deren Legierungen, vorzugsweise von chromhaltigen Stählen. Das Verfahren kann auch für Metalle der Eisengruppe und des Kupfers benutzt werden, die mit Chrom, Mangan, Silizium, Aluminium, Molybdän, Vanadium, Wolfram, Titan, Niob u. dgl. zur Anionenbildung befähigter Legierungselemente einzeln oder zu mehreren gemeinsam legiert sind. Außerdem kann das Verfahren auch noch auf Legierungen der Metalle der Eisengruppe untereinander, die die vorgenannten Legierungselemente einzeln oder zu mehreren gemeinsam einlegiert enthalten, angewendet werden. Zweck der Erfindung ist, die Oberfläche der Werkstoffe so zu verändern, daß sie für die Durchführung technischer Maßnahmen, wie für ein spanloses Verformen oder auch für Plattierzwecke, brauchbar werden.
• Die Behandlung in Durchführung gemäß der Erfindung besteht in einem Blankglühen von blankem oder auch verzundertem Werkstoff, vorzugsweise in Form von Halbzeug, mit einer gegebenenfalls noch folgenden Weiterverarbeitung der Werkstoffe.
• Es ist bekannt, metallische Werkstoffe, wie Halbzeuge aller Art, blankzuglühen. Es ist auch nicht mehr neu, Halbzeuge mit oder ohne Zunderoberfläche in einem reduzierenden Gas zu glühen, um eine blanke Oberfläche zu erzeugen. Dieses Verfahren ist aber bei chromhaltigen Legierungen nicht ohne weiteres durchführbar. Ebenso bereitet die Durchführung eines solchen Verfahrens bei Legierungen Schwierigkeiten, die Aluminium, Silizium, Mangan, Molybdän und die anderen bereits erwähnten Anionen bildende Elemente aufweisen.
• Das Blankglühen von Drähten mit bereits blanker Oberfläche wurde auch schon im Vakuum durchgeführt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendung einer solchen :Maßnahme in der Praxis nur schwer Eingang finden konnte, weil die Durchführung des Vakuumverfahrens die Aufrechterhaltung eines verhältnismäßig hohen Vakuums bedingt und besondere Vorkehrungen, wie komplizierte Pumpstände, hierfür erforderlich macht, so daß die Anwendung einer solchen Arbeitsweise unerwünscht teuer ist.
• Es ist auch bekannt, zur Erzielung blanker Oberflächen mechanische Entzunderungsverfahren zu benutzen. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß die Entzunderung nur bis zu einem gewissen Grad durchgeführt werden kann und die zurückbleibenden Zunderreste einen unerwünscht hohen Werkzeugverschleiß bedingen.
• Diese Schwierigkeiten werden durch das Verfahren nach der Erfindung dadurch behoben, daß die Werkstoffe sowohl mit verzunderter als auch mit blanker Oberfläche mit geschmolzenen Salzen und anschließend zur Entfernung von Salzrückständen in Wasser behandelt und dann in einer reduzierenden Atmosphäre geglüht werden.
• An sich ist es zwar bekannt, Werkstoffe mit geschmolzenen Salzen zu behandeln, um ihnen durch eine anschließende Säurebehandlung eine blanke Oberfläche zu geben oder sie einem Ziehv organg zu unterwerfen und dann zu beizen. Bei der Durchführung dieser Maßnahme ist aber stets die Anwendung von Säuren erforderlich.
• Die Salzbäder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in ihrer Zusammensetzung an sich bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus Natrium- und/oder Kaliumhydroxyd mit Zusätzen von Oxydations- und Aktivierungsmitteln wie Nitraten, Boraten, Peroxyden, Bichromaten, Manganaten, die einzeln oder zu mehreren gemeinsam vorhanden sein können. Die Arbeitstemperaturen der Bäder liegen in der Regel zwischen 300 und 700° C, vorzugsweise 500 und 6oo° C. Die Behandlungsdauer schwankt je nach der Legierung zwischen io und 6o Minuten.
• Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß ein durch Salzbehandlung und anschließendes reduzierendes Glühen behandelter Werkstoffe eine blanke Oberfläche erhält und sich leicht mechanisch weiterverarbeiten, z. B. spanlos verformen, vorzugsweise ziehen läßt. Aufeinander zu plattierende metallische Werkstoffe können in der gleichen Hitze einwandfrei verschweißt werden.
• Das erfindungsgemäß durchzuführende Verfahren zeichnet sich gegenüber den bisher üblichen Maßnahmen, die beim Ziehen oder Plattieren An-Wendung finden, vorteilhaft dadurch aus, daß eine besondere Vorbehandlung sich erübrigt. Insbesondere entfällt jede Beizbehandlung.
• Der Erfindungsgedanke wird an Hand der nachstehenden Ausführungsbeispiele erläutert.
• i. Walzdraht mit Walzzunder aus der bekannten hochhitzebeständigen Legierung mit 8o% Nickel und 2o % Chrom wurde 15 Minuten lang in ein auf 55o° C aufgeheiztes Salzbad aus 75% Ätznatron, 15% Natriunmitrat und io% Natriumchromat eingetauscht, in Wasser abgeschreckt und zur Entfernung der Salzrückstände auf dem Draht 2 ,Stunden gewässert und anschließend in einem Glühtopf 3 Stunden bei 95o° C unter gespaltenem Ammoniak geglüht. Der Draht katn blank aus dem Ofen: 2. Ein blankhartes Band aus einem Stahl mit 18% Chrom, io% Nickel, 2,5% Molybdän, Rest Eisen, sollte ohne Zunderansatz weichgeglüht werden. Es wurde 2o Minuten in ein auf 55o° C aufgeheiztes Salzbad getaucht, das 700/0, Ätznatron, 2o% Natronsalpeter und io% Natriumbichromat enthielt, in Wasser abgeschreckt und 2 Stunden gewässert. Die Oberfläche des ursprünglich blanken Landes hatte dabei eine dunkelbraun bis schwarz aussehende Schicht angesetzt. Nach der Glühung im Topf unter gespaltenem Ammoniak war das Band blank und konnte ohne weitere Maßnahme seinem Verwendungszweck zugeführt werden. Als Vergleichsversuch wurden Bänder der gleichen Art ohne vorherige Salzbadbehandlung unter den gleichen Bedingungen geglüht. Sie kamen mit einer grüngefärbten Oxydschicht aus dem Ofen und waren unbrauchbar.
• 3. Aus Walzdraht mit einem Durchmesser von 6 mm aus einer Legierung mit 2o% Chrom, 30% Nickel, Rest im wesentlichen Eisen, sollte ein blankweicher Draht von o,8o mm Durchmesser hergestellt werden. Der angelieferte Walzdraht wurde 3o Minuten in einem auf 5oo° C aufgeheizten Salzbad mit 75i%,Ätznatron, io% Natriumbichromat und 15 % Natronsalpeter behandelt, in Wasser abgeschreckt und 2 Stunden bei der für diese Legierung auch sonst üblichen Glühtemperatur unter gespaltenem Ammoniak geglüht. Der Draht kam blank aus dem Ofen, wurde gekälkt und in fünf Zügen auf 2,2o mm Durchmesser gezogen. Der harte Draht wurde erneut unter Spaltgas geglüht, gekälkt und in sieben weiteren Zügen auf o,8o mm Durchmesser gezogen.
• .I. Walzdraht von 6 mm Durchmesser aus einer Widerstandslegierung mit 13,5 % Mangan, 3% Aluminium, Rest im wesentlichen Kupfer, sollte auf 2 mm Durchmesser gezogen werden. Er wurde io Minuten bei 45o° C in dem gleichen Salzbad wie unter 3 behandelt, in Wasser abgeschreckt und i Stunde bei 700° C unter gespaltenem Ammoniak geglüht. Der Draht war nach der Glühung wie Kupfer gefärbt, wurde in eine heiße Boraxlösung getaucht und in Trockenseife an Fertigabmessung gezogen. Er wurde jetzt ohne vorherige Salzbadbehandlung geglüht, wobei sich die Farbe der ursprünglichen Legierung wieder einstellte. Der Ziehsteinverschleiß, der sonst bei dieser Legierung hoch ist, war verschwindend klein.
• 5. Eine Stahlplatine in gewöhnlicher Siemens-Martin-Güte sollte beidseitig mit einem rostfreien Stahl aus i8'/ü. Chrom und 8% Nickel plattiert werden. Sowohl die Stahlplatine wie auch die Deckbleche aus dem rostfreien Material hatten dicken Walzzunder, die Platine zusätzlich noch Rostansatz. Platine und Bleche wurden ohne jede Vorbehandlung 30 Minuten in ein auf 58o° aufgeheiztes Salzbad getaucht, das 70% Ätznatron, i 5 % Natriumnitrat, io % Natriumbichromat und 5 % Soda enthielt. Nach dem Abschrecken in Wasser und einstündigem Wässern wurden die braunschwarzgefärbten Bleche zusammen mit der Stahlplatine in an sich bekannter Weise in Knopfblech eingepackt, das Ganze in ungereinigtem Wasserstoff auf iioo° C erhitzt und durch einen kräftigen Walzstich aufeinandergeschweißt. Die Verbindung war sehr gut und hielt auch beim weiteren Abwalzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Erzielen blanker Oberflächen von metallischen Werkstoffen und deren Legierungen, vorzugsweise von chromhaltigen Stählen, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe, insbesondere in Form von Halbzeugen, nach einer Behandlung in geschmolzenen Salzen mit anschließender Auslaugung in einem Wasserbad einer Glühung in einer reduzierenden Gasatmosphäre unterworfen werden, worauf sie gegebenenfalls noch mechanisch verarbeitet werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzeuge nach der Salzbad- und Glühbehandlung noch einer spanlosen Verformung unterworfen werden, beispielsweise einem Ziehen zu blanken Drähten. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die der Salzbad- und Glühbehandlung unterworfenen Halbzeuge mit gleichartigen oder anderen, vorzugsweise ebenso behandelten Halbzeugen, in der gleichen Hitze plattiert werden. 4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzeuge nach der Salzbadbehandlung abgeschreckt werden. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Salzbadbehandlung in Salzbädern durchgeführt wird, die in an sich bekannter Weise im wesentlichen aus Natrium- und/oder Kaliumhydroxyd bestehen und noch Zusätze von Nitraten, Bichromaten, Manganaten, Boraten, Peroxyden oder ähnlichen Oxydations- oder Aktivierungsmitteln einzeln oder zu mehreren gemeinsam enthalten. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe im Salzbad bei Temperaturen zwischen 300 und 700° C io und 6o Minuten behandelt werden. 7. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Nachglühung als reduzierendes Gas vorzugsweise Wasserstoff oder gespaltener Ammoniak verwendet wird. B. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 7 auf Metalle der Eisengruppe und des Kupfers, die mit Chrom, Mangan, Silizium, Aluminium, Wolfram, Titan und anderen zur Anionenbildung befähigten Elementen einzeln oder zu mehreren gemeinsam legiert sind und auf Legierungen der Metalle der Eisengruppe miteinander, die derartige Legierungsbestandteile aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 557 53o. 625 o89: Stahl und Eisen, 1949, S. 313, 314-