DE974502C

DE974502C - Verfahren zur Erzeugung gleichmaessiger, fest haftender Sulfidfilme auf Metallen, insbesondere Eisen und Stahl

Info

Publication number: DE974502C
Application number: DES20961A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Singer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1950-11-21
Filing date: 1950-11-21
Publication date: 1961-01-19

Description

Verfahren zur Erzeugung gleichmäßiger, fest haftender Sulfidfilme auf Metallen, insbesondere Eisen und Stahl Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung gleichmäßiger, fest haftender Sulfidfilme auf Metallen, insbesondere Eisen und Stahl, und besteht darin, daß man auf die mechanisch oder chemisch entzunderten Gegenstände in Abwesenheit flüssigen Wassers Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Luft und Wasserdampf einwirken läßt.
Es ist ein Verfahren zur Erzeugung auf der Metalloberfläche nicht fest haftender Eisensulfidfilme bekannt, bei dem die eisernen Gegenstände in Wasser, durch welches Schwefelwasserstoff durchgeblasen wird, getaucht oder, aus dem Wasser tauchend, mit Schwefelwasserstoff behandelt werden. Kennzeichnend für dieses bekannte Verfahren ist, daß der Schwefelwasserstoff in Gegenwart flüssigen Wassers und praktisch in Abwesenheit von Luft zur Einwirkung gelangt.
Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß der Schwefelwasserstoff in Abwesenheit von flüssigem Wasser und in Gegenwart von Luft und Wasserdampf mit dem Metall zur Reaktion gebracht wird, wobei der entstehende Wasserstoff in statu nascendi durch den Luftsauerstoff zu Wasser oxydiert wird nach der Gleichung:

Fe + H,S + 1/z OZ -->. FeS + H20.

Es besteht Grund zur Annahme, daß diese Gleichung nicht den wirklichen' Reaktionsverlauf darstellt und die Bildung des Metallsulfids über ein labiles Oxydationsprodukt des Schwefelwasserstoffs zustande kommt.
Daß der Reaktionsverlauf bei dem bekannten Verfahren völlig verschieden ist von dem des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist schon aus der Tatsache zu entnehmen, daß bei dem bekannten Verfahren die Bildung des Sulfidfilms nur 15 Sekunden, bei dem Verfahren nach der Erfindung 2o bis 30 Minuten beansprucht.
Praktisch wird das Verfahren zur Erzeugung eines für die Kaltformgebung geeigneten Sulfidfilms in der Weise ausgeführt, daß man die mechanisch oder chemisch entzunderten Gegenstände im geschlossenen Reaktionsraum, der aus einem einfachen Holzkasten bestehen kann, bei Gegenwart von Wasserdampf und Luft mit Schwefelwasserstoff oder Ammoniumsulfiddämpfen behandelt.
Zur raschen Ingangsetzung der Reaktion empfiehlt es sich, die Gegenstände im feuchten, jedoch nicht nassen Zustand einzusetzen. Bringt man die Gegenstände in noch nassem Zustand in die Reaktionskammer ein, so bildet sich zunächst nicht fest haftendes, schwarzes Eisensulfid. Erst wenn die Gegenstände trocken geworden sind, bildet sich unter der nicht fest haftenden Eisensulfidschicht der erfindungsgemäße, fest haftende, metallisch glänzende Film.
Steht die gewünschte Filmstärke fest, so läßt sich aus der Gesamtoberfläche die erforderliche Schwefelwasserstoffmenge und daraus nach der oben angegebenen Gleichung die erforderliche Luftmenge berechnen. Die Zufuhr von Luft erübrigt sich, wenn die Menge des Beschickungsguts so gewählt wird, daß die erforderliche Luftmenge im Reaktionsraum vorhanden ist. Da bei der Sulfidbildung Wasser entsteht und die Gegenstände im feuchten Zustand eingebracht werden, erübrigt sich auch die Zufuhr von Wasserdämpfen.
Bei Verwendung -von Schwefelwasserstoff bildet sich ein metallisch glänzender, silber- bis messingfarbiger Film, der in Luft von niedrigem bis mittlerem Feuchtigkeitsgehalt sehr beständig ist. Bei Verwendung von Ammoniumsulfiddämpfen an Stelle des Schwefelwasserstoffs ist der Film schwarz und ohne metallischen Glanz. Die Bildung eines Films von ähnlicher Beschaffenheit tritt auch ein, wenn man die Gegenstände in eine Schwefelammoniumlösung taucht und diese nach dem Abtropfen an der Luft antrocknen läßt. Auch bei dieser Verfahrensweise entsteht der Sulfidfilm während des Antrocknens unter der Einwirkung des Luftsauerstoffs.
Die starke Affinität des Schwefelions zu Metallen hat zur Folge, daß bei Auftrocknen des Schwefelammoniums nur das Ammoniak verdampft und die durch die fortschreitende Hydrolyse gebildete Schwefelwasserstoffsäure bei Gegenwart von Luftsauerstoff unter Bildung eines fest haftenden Sulfidfilms reagiert. Es handelt sich also auch bei dieser Ausführungsart nicht um die umnittelbare Einwirkung des Ammoniumsulfids oder -polysulfids, sondern um die Einwirkung der durch Hydrolyse gebildeten Schwefelwasserstoffsäure und des Luftsauerstoffs auf die Metalloberfläche.
Die erfindungsgemäß hergestellten Sulfidfilme zeichnen sich durch große Weichheit und Plastizität aus und übertreffen an zieherleichternder Wirkung alle bekannten Ziehfilme.
Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem bekannten Verfahren besteht darin, daß die Sulfidierung so geleitet werden kann, daß nach dem Abschalten der Schwefelwasserstoffzufuhr dieser vollkommen aufgebraucht wird, so daß jede Verunreinigung der Luft und die Belästigung durch Schwefelwasserstoff bei der Entnahme der sulfidierten Gegenstände vermieden wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erzeugung gleichmäßiger, fest haftender Sulfidfilme auf Metallen, insbesondere Eisen und Stahl, unter Verwendung von Schwefelwasserstoff als sulfidbildendes Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß Schwefelwasserstoff in Abwesenheit von flüssigem Wasser und in Gegenwart von Luft und Wasserdampf auf die Metalle zur Einwirkung gebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 673 405; USA.-Patentschriften Nr. 2 350 491, 2 475 9s1.