DK156491B - Fremgangsmaade til undertrykkelse af skadelige overfladebelaegninger ved saltbadsnitridering af byggeelementer - Google Patents

Description

DK 156491 B

Opfindelsen angâr en fremgangsmâde til under-trykkelse af skadelige overfladebelægninger ved saltbadsnitridering af byggeelementer af jern og stâl.

Saltbadsnitridering anvendes i dag verden over for 5 at forbedre slidegenskaberne og holdbarheden af genstande af stâl og jern. Saltbadfremgangsmâden finder ogsâ st0rre og st0rre anvendelse til forbedring af kor-rosionsbestandigheden af overfladen af byggeelementer af stâl og jern, hvorunder udviklingen af et specielt saltbad til 10 afk0ling af delene efter nitrider'ingen (DE-offentligg0rel-sesskrift nr. 2 934 1 13) har f0rt til, at nitrideringsfor-bindelseslagets egne korrosionsegenskaber endnu klart kan forbedres. Herved fâr saltbadnitrideringsmetoden ogsâ stor betydning til anvendelsesomrâder, hvor det ellers 15 er n0dvendigt at anvende det sjældne og dyre chrom.

Oprindeligt anvendtes der til saltbadnitridering ba-de, der indeholdt en stor andel cyanid. Det til nitride-ring n0dvendige cyanid fremstilledes ved gennemluftning, og endvidere blev disse bade drevet i titandigler.

20 De stigende krav til de lavest mulige milieube- lastninger har f0rt til, at de h0jcyanidholdige saltbade er blevet erstattet af i praksis cyanidfrie bade, ved hvilke der endvidere sker en regenerering af badene ved hjælp af et organisk stof, hvorved dannelsen af giftige 25 alkalisalte kan undgâs (DE-offentligg0relsesskrift nr.

2 310 815).

Eftersom cyanider i nitrideringsbade ved temperatu-rer pâ mellem 550°C og 650°C virker stærkt reducerende, og cyanater pâ den anden side nærmere har tendens til at 30 afgive oxygen, viser de kun liât cyanidholdige nitrideringsbade en tendens til lejlighedsvis at oxidere det ni-triderede forbindelseslag pâ en sâdan mâde, at der pâ over-f laden af byggeelementerne ogsâ efter afk0lingen og vasken bliver en vanskeligt fjernelig, st0vformig belasgning 35 tilbage. Ofte er sâdanne belægninger ikke acceptable til den videre anvendelse af den nitriderede del, eftersom de f. eks. ved hydraulikaggregater gâr over i oliestr0mmen « vsS -P sJL 1 ηΛτηηίΑ λ ιλ £ λ "I*· /* 1 Tr £ rk ν· y*\ 4* ί 1

DK 156491 B

2 gnidningsslid. For at undgâ sâdanne virkninger er en tidkrævende rensning af delene ofte nadvendig.

Endvidere kan der fremkomme rustrade overflade-belægninger, nâr byggeelementer behandles i et sâdant nitrideringsbad.

5 Et nitrideringsbad, der befinder sig i en pâ overfladekvaliteten af de nitriderede byggeelementer skadelige oxiderende tilstand, er blandt andet karak- teriseret ved, at en stâlfolie af stâl med 0,05% carbon efter en behandlingsvarighed pâ 90 minutter 10 viser et vægttab i starrelsesordenen pâ op til nogle 100 mg/dm , idet behandlingen af den samme stâlfolie under betingelser, der forhindrer dannelsen af be- lægninger, farer til en vægtforagelse pâ op til 2 ca. 70 mg/dm . Det har dog hidtil ikke været muligt 15 forud at bestemrae, hvornâr et bad fremkalder gode, og hvornâr det fremkalder ikke-acceptable resultater med hensyn til overfladerenligheden.

Sâdanne saltbade har hidtil pâ omstændelig og kostbar mâde ved kraftig opvarmning og klaring 20 mâttet regenereres, for at de igen giver gode resultater med hensyn til overfladerenligheden af de nitriderede byggeelementer. Disse gunstige egenskaber viste de sâledes regenererede saltbade dog kun i relativ kort tid og mâtte derefter enten pâny regene-25 reres eller nyfremstilles.

I CH patentskrift nr. 359 339 beskrives saltbade, ved hvis anvendelse slidfastheden kan forbedres.

Sâdanne bade indeholder 20-30% alkalicyanid, 15-50% alkalicyanat, alkalichlorider, alkalicarbonater 30 og 0,1-5% selen eller tellur. Selen og tellur trænger derved ind i overfladelaget og medfarer en haj slid-fasthed. Imidlertid kan anvendelsen af badene ikke forhindre dannelsen af skadelige overfladelag.

Hensigten med opfindelsen var sâledes at 35 angive en fremgangsmâde til undertrykkelse af skadelige overfladebelægninger ved saltbadsnitridering af byggeelementer af stâl og jern.

DK 156491 B

3

Dette opnâs ifolge opfindelsen ved, at man til nitrideringen benytter et saltbad bestâende af 0,01-3% cyanid pâ form af alkalimetalcyanid, 25-45% cyanat pâ form af alkalimetalcyanat, 0,'5-100 ppm selen pâ form af selenforbindelser og/eller 5 elementært selen og resten alkalimetalcarbonat.

Selenet eller selenforbindelserne kan herunder sættes direkte til det flydende saltbad,eller der anven-des ved indsmeltningen af badet salte, som allerede un-der deres fremstilling er blevet tilsat tilsvarende 10 mængder se„len.

Temperaturen af badet er fortrinsvis mellem 550°- 650°C. Endvidere anvendes med fordel en saltbad-digel, der er sâ jernfri som muligt. Derved har det vist sig, at digler af titan eller næsten jernfri chrom-nik-15 kel-legeringer, som dog ogsâ kan indeholde op til 10 vægt-% jern, har været egnede.

Det if0lge opfindelsen angivne indhold af selen eller selenforbindelser forhindrereffektivtdannelsen af belægninger pâ overfladen af de nitrerede genstande i 2 0 ni trideringssaltbadene.

De f0lgende eksempler belyser den omhandlede ’fremgangsmâde nærmere:

Eksempel 1 25 Et milieuvenligt, cyanidfattigt nitrideringsbad op- varmedes i en elektrisk opvarmet ovn i en titandigel med mâlene 35/70 cm. Badet havde f01gende sammensætning: 38% CNO , 0,5% CN , ca. 15% carbonat, idet resten var natrium og kalium.

30 En stâlfolie med et carbonindhold pâ 0,05% viste· efter 90 minutters behandling i dette bad og afk0ling i 2 vand et vægttab pâ 185 mg/dm . I samme tidsrum behandle-de genstande af stâl havde pâ overfladen en sort aft0r-religt belægning.

35 Badet tilsattes derefter ved hjælp af en ske ca.

1,44 g SeC>2 (d.v.s. ved 85 kg saltindhold svarende til 12 ppm).

»

DK 156491 B

4

En efter selentilsætningen som ovenfor gennemf0rt 2 pr0ve gav for folien en vægtfor0gelse pâ 51 mg/dm . Sam-tidig behandlede genstande af stâl havde en lysegrâ, fuldstændig belægningsfri overflade. Den gunstige virk-ning af denne selentilsætning holdt i adskillige uger.

5

Eksempel 2

Et nitrideringssaltbad som i eksempel 1, der befandt sig i en tilstand, der var karakteriseret ved et vægttab af stâlfolien, tilsattes 1,86g natriumselenit. De deref-10 ter behandlede folier viste en vægtfor0gelse, de behandlede dele havde ligeledes en ren overflade.

Eksempel 3

En produktionsportion pâ 1 t af de ovennævnte salte tilsattes 14,4 g selendioxid. Ved anvendelsen af ^5 et sâdant sait ved praktisk drift fremkom der i intet tilfælde mere badtilstande, der var karakteriseret ved vægttab af en stâlfolie.

20 25 30 35

Claims (3)

1. Fremgangsmâde til undertrykkelse af skade-lige overfladebelægninger ved saltbadsnitridering af byggeelementer af jern og stâl kendeteg-n e t ved, at man til nitrideringen benytter et 5 saltbad bestâende af 0,01-3% cyanid pâ form af alkali-metalcyanid, 25-45% cyanat pâ form af alkalimetal-cyanat, 0,5-100 ppm selen pâ form af selenforbind-elser og/eller elementært selen og resten alkali-metalcarbonat.

2. Fremgangsmâde ifolge krav 1 k e n d e- t e g n e t ved, at temperaturen i badet er 550-650°C.

3. Fremgangsmâde ifolge krav 1 og2kende-t e g n e t ved, at badet anvendes i en digel af 15 titan eller af en næsten jernfri chrom-nikkellegering. 20 25 30 35