DEP0041645DA - Einsatzhärtepulver für die Oberflächenhärtung von Stahlen - Google Patents
Einsatzhärtepulver für die Oberflächenhärtung von StahlenInfo
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Description
Das Einbringen von Kohlenstoff in kohlenstoffarme Stähle zum Zwecke der Oberflächenhärtung ist außer von der Temperatur vor allem von der Art des Einsatzhärtepulvers abhängig. Der Hauptbestandteil des festen Einsatzhärtemittels ist meist Holzkohle, welche den zum Aufkohlen des Stahles notwendigen Kohlenstoff liefert. Das Mittel, welches den Charakter der aufgekohlten Schicht, d.i. den Kohlenstoffgehalt, die Geschwindigkeit des Eindringens des Kohlenstoffes usw. bestimmt, sind Zusatzstoffe, welche früher als Katalysatoren bezeichnet wurden und für die jetzt oft die Bezeichnung Stabilisatoren verwendet werden. Als Stabilisator wurde zunächst meist Bariumkarbonat benutzt. Einsatzhärtepulver mit Bariumkarbonat war als energisches und konstantes Aufkohlungsmittel bekannt. Ein Nachteil dieses Einsatzhärtepulvers besteht in der Möglichkeit des Entmischens beider Bestandteile infolge ihrer unterschiedlichen spezifischen Gewichte.
Auf diesem Grunde wurden mit einer Reihe anderer Stoffe wie Harzen, alkalischen Cyaniden, komplexen Cyaniden, Karbonaten von Alkalimetallen usw. Versuche unternommen; jedoch kam die Beständigkeit dieser Einsatzhärtepulver der Beständigkeit jener Einsatzhärtepulver, die Bariumkarbonat enthalten, nicht gleich. Auch die Regenerierung derartiger Einsatzhärtepulver ist entweder unmöglich oder sehr schwierig. Außerdem ätzen einige von ihnen die glatten Oberflächen der im Einsatz mit gehärteten Teilen an oder zerstören das Einsatzhärtegefäß.
Als äußerst wirksamer Stabilisator erwies sich Natriumkarbonat. Einsatzhärtepulver mit Natriumkarbonat kohlen sehr rasch und beständig auf, insbesondere bei einem Gehalt von 8,5%. Ein derartiges Einsatzhärtepulver greift aber sehr stark die Oberfläche der Teile und das Einsatzhärtegefäß an.
Durch Versuche wurde jedoch festgestellt, dass dieser nachteil behoben werden kann, wenn man als Stabilisator eine Kombination von Natrium- und Bariumsalzen der Ameisensäure verwendet und Holzkohle mit einer Lösung dieser Salze tränkt. Vorzugsweise beträgt der Höchstgehalt an Formaliten beider Metalle 7,5%, der Mindestgehalt 2,5%, des Holzkohlepulvers und das Gewichtsverhältnis zwischen Natriumformiat und Bariumformiat beträgt 1:2 bis 2:1. Dieses Einsatzhärtepulver ist sehr beständig und greift die Metalloberflächen überhaupt nicht an. Durch Änderung des Gehaltes beider Stabilisatoren innerhalb der angegebenen Grenzen kann die Geschwindigkeit des Einsatzhärtens sowie der Kohlenstoffgehalt in der Einsatzhärteschicht leicht geändert werden.
Zusatz-Eintrag siehe Seite 8!
Beispiel 1:
Mit einer Lösung von 25 g Natriumformiat und 50 g Bariumformiat in 400 cm(exp)3 Wasser wurden 925 g zerkleinerte Holzkohle getränkt. CE(sub)4-Stahl wird in dem gründlich getrocknetem Einsatzhärtepulver eingepackt und auf eine Temperatur von 880°C erhitzt. Nach 4 Stunden ergab sich eine aufgekohlte Oberflächenschicht von 1,25 mm Stärke und nach dem Abschrecken wurde eine Härte von 65,8°Rc festgestellt. Der Stahl C(sub)38 wies nach gleicher Behandlung eine aufgekohlte Schicht von 0,9 mm Stärke und nach dem Abschrecken eine Härte von 65,8°Rc auf. Den Härteverlauf und die Abnahme des Kohlenstoffgehaltes zum Kern hin zeigt nachstehende Tabelle:
Beispiel 2:
In 400 cm(exp)3 Wasser wurden 10 g Natriumformiat und 20 g Bariumformiat aufgelöst. Mit der Lösung wurde 970 g Holzkohle getränkt. Der Härteverlauf und die Abnahme des Kohlenstoffgehaltes der damit im Einsatz gehärteten Teile aus den Stählen C 38 und C 34 war nachstehend:
Durch ein passend gewähltes Verhältnis zwischen beiden Formiaten sowie zwischen Holzkohle und Formiaten können die untereutektoiden sowie auch die übereutektoiden Einsatzhärteschichten in den gewünschten Grenzen erreicht werden. Das hat insbesondere für das zuverlässige Einsatzhärten von Chromstählen Bedeutung, weil die Verwendung von Einsatzhärtepulver in dem angegebenen Verhältnis die Gefahr der Bildung übereutektoiden Zementits in der Einsatzhärteschicht ausschließt. Hierdurch wird die Sprödigkeit der Einsatzhärteschicht verhindert, sodass beim Schleifen in der Schicht keine Risse entstehen.
Claims (3)
1. Einsatzhärtepulver für die Oberflächenhärtung von Stählen, bestehend aus kleinstückiger Holzkohle, die mit einer Lösung getränkt ist, die sowohl Natrium- als auch Bariumformiat enthält.
2. Einsatzhärtepulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Natrium- und Bariumformiate 2,5-7,5% der Holzkohle beträgt.
3. Einsatzhärtepulver nach Anspruch 1 oder 2ch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Natriumformiat zu Bariumformiat 1:2 bis 2:1 beträgt.
Zusatz-Eintrag für Seite 5:
Die in den nachfolgenden Beispielen angeführten handelsüblich bezeichneten Stählen haben folgende Kohlenstoff- bzw. Legierungsgehalt bzw. Fertigkeitswerte:
Hierzu sei bemerkt, dass die beiden letzterwähnten Stahlsorten C 38 und C 34 sich nur durch ihre Qualität unterscheiden, und zwar in sofern, als der Stahl C 38 oft verschiedene Verunreinigungen enthält, wodurch auch seine Qualität schwankt.
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