HU183203B - Process for increasing the corrosion stability of nitridated pieces made of iron - Google Patents

Description

A találmány vasból készült nitridált alkatrészek korrózióállőságának a növelésére szolgáló eljárásra vonatkozik, a nitridálást követó', alkálifémnitrátot tartalmazó alkálifémhidroxid-sófürdőben végzett oxidáló kezelés útján.

Vasból készült alkatrészek nitridálásával ezek korrózióállósága is növelhető, a rozsdamentes és a saválló acélok kivételével. Ez a tény már régóta ismert. A jelentkező hatás független az alkalmazott nitridáló eljárástól (sófürdős-, gyors gáznitridálás, por- vagy plazmanitridálás). Egy kivételt képez itt csak az úgynevezett klasszikus gáznitridálás ammóniában, amelynél általában a keletkező összekötőzónát lemunkálják.

A korróziós tulajdonságok javulását a jelenlegi ipari nitridálásnál — amelyet az iparban a kopási tulajdonságok javítása és a tartós szilárdság növelése céljából alkalmaznak —, kedvező mellékhatásnak tekintik. Nem ismeretes azonban egyetlen eset sem, amelynél a nitridálást kizárólag a korrózióval szembeni ellenállás növelése érdekében alkalmazták volna. Erre a célra hatásosabb módszerek — így például a krómozás és hasonlók — ismertek.

A gyakorlatban speciális kékrefuttatás megjelöléssel a nitridálás és a gőzzel végzett futtatás kombinációja vált ismertté. Ez az eljárás kizárólag a kéregöntvény kopási tulajdonságainak a javítására szolgál és az úgynevezett klasszikus gáznitridálás és a gőzzel viszonylag magas hőmérsékleten végzett futtatás kombinációjából áll. Az is ismert továbbá, hogy ez a kezelés jobb oxidációval szembeni ellenállást eredményez. Az ismert eljárás azonban csak nagyon korlátozottan alkalmazható, mégpedig csak az említett szerkezeti anyagcsoportra.

A feladatunk az volt, hogy olyan eljárást dolgozzunk ki vasból készült nitridált alkatrészek korrózióállóságának a növelésére a nitridáláshoz kapcsolódó oxidáló kezelés útján, amely minden vasból készült anyagra alkalmazható.

A feladatot a találmány értelmében azzal oldottuk meg, hogy az oxidáló kezelést oxidáló sófürdőben 15-50 percig, előnyösen 25-^45 percig, végezzük.

Egészen meglepő módon az tűnt ki, hogy az alkatrészeknek, amelyeket nitridáltunk és ezt követően oxidáló sófürdőben oxidáltunk, a korrózióállósága jóval felülmúlja a csak nitridált állapotú alkatrészek korrózióállóságát és többszörösen meghaladja a krómozott alkatrészek korrózióállóságát is.

A 2 514 398 sz. NSZK-beli nyilvánosságrahozatali iratból ismert egy fürdőben nitridált alkatrészek utókezelésére és edzésére szolgáló oxidáló sófürdő, amely a nitridálófürdőbői behordott kis mennyiségű cianidot és cianátot képes elbontani. Ebhez az szükséges, hogy a nitridált részeket addig hagyják a fürdőben, ameddig a méregtelenítő reakció teljesen végbe nem megy. A reakció időtartama függ a hőmérséklettől és körülbelül 5 perctől (200 °C) néhány másodpercig teqed (400°C). Ezért az edzésre és utókezelésre szánt részeket mindig csak addig hagyják a fürdőben, ameddig azok fel nem veszik a fürdőhőmérsékletet, azaz körülbelül legfeljebb 10 percig.

Teljesen meglepőnek bizonyult az, hogy azoknak az alkatrészeknek, amelyek hosszabb ideig maradnak ilyen fürdőben, a korrózióállósága jelentős mértékben megnövekszik.

A következőkben bemutatjuk a találmány szerinti eljárás előnyeit.

Sópermet kísérletet végeztünk a szokásos eljárással C 15 és 42 CrMo 4 jelű acélokból készült próbákon, amelyek közül egyet nem kezeltünk, egyet sófürdó'ben nitridáltunk és a szokásos módon edzettünk, egyet 5 pedig sófürdőben nitridáltunk és utánkezeltünk, a találmány szerinti eljárásnak megfelelően.

Az értékelésnél az első rozsdanyomok megjelenéséig eltelt időtartamot mértük.

Acélfajta C 15 42 CrMo 4 kezeletlen 22 óra 41 óra sófürdőben nitridált, vízben, illetve olajban edzett 132 óra 176 óra sófürdőben nitridált, alkálifém-hidroxid és -nitrát bázisú sófürdőben lehűtött, kezelési idő 35 perc 350 °C-on 236 óra 300 óra keménykrómozott 190—220 óra 190-220 óra

20___

Hasonló eredményeket kaptunk más korrózióvizsgáló eljárásokkal (kondenzvíz-teszt, tengervíz-teszt) is.

A találmány szerinti oxidáló kezelést a legegyszerűb25 ben a nitridáló és oxidáló sófürdő kombinálásával végezzük, mivel ebben az esetben a kezelendő darabokat egyszerűen átaggathatjuk. A kezelendő darabok célszerűen 25-45 percig maradnak az oxidáló fürdőben és utána vízben szobahőmérsékletre lehűtjük azokat.

A nitridáláshoz kapcsolódó oxidáló kezelés sikere szempontjából érdektelen, hogy melyik nitridáló eljárást választjuk. A sófürdőben való oxidálást por-nitridáláshoz, gyors gáznitridáláshoz vagy kisüléses nítridáláshoz kapcsolódóan is végezhetjük. Természetesen az eljárásmód körülményesebb akkor, ha a nitridált darabokat nem lehet az oxidáló sófürdöbe átaggatni.

A következő példák a találmány szerinti eljárás közelebbi bemutatására szolgálnak.

1. példa

C 15 jelű acélfajtából készült hajlított acélleme zeket, amelyek hosszúsága körülbelül 20 mm és szé45 lessége 60 mm, 45 percig olyan sófürdőben nitrldálunk 580 °C-on, amely 37,6 súly % cianátot és 1,8 súly % cianidot tartalmaz (a maradék alkáli). Ezt követően ezeket 25 percig 350 °C-on olyan sófürdőben oxidáljuk, amely 37,4 súly % nátriumhidroxidot, 52,6 súly %ká50 liumhidroxidot és 10,0 súly % nátriumnitrátot tartalmaz.

2. példa

42 CrMo 4 jelű acélból készített 450 mm hosszú és mm átmérőjű rudakat 120 percig 570 °C-on nitridálunk oly módon, hogy 50% ammóniából és 50% véggázból álló gázeleggyel kezeljük.

A részeket a nitridálókemencéből való kivétel után

40 percig 400 °C-on oxidáljuk az 1. példában megadott sófürdőben. Ezt követően a rudakat vízben 30 °C-ra lehűtjük.

-2183 203

3. példa

Hidegen megmunkált acélból készült szerszámokat 240 percig nitrogéngáz légkörben 530 °C-on elektromos kisülés hatásának teszünk ki. Ezután ezeket a szerszá- 5 mókát 30 percig 330 °C-on oxidálással utánkezeljük az 1. példában megadott összetételű fürdőben.

nid-tartalmú és 37,1 % cianát-tartalmú nitridáló sófürdőben, majd 10 percre 51 % káliumhidroxidot 38 % nátriumhidroxidot és 11 % nátriumnitrátot tartalmazó, 350 °C hőmérsékletű fürdőbe helyezzük. A cianid és a cianát teljesen elbomlott, a DIN 50 905/4 szerinti tartó mártókísérletnél 48 óra múlva mutatkoznak az első korróziós foltok.

4. példa 10

0,45 % C-tartalmú szénacélból készült dugattyúrudakat 90 percig nitridálunk 580 °C hőmérsékleten 2,1 % cianid-tartalmú és 38,2 % cianát-tartalmú nitridáló sófürdőben. Ezután a darabokat 54,5 % káliumhidroxidot, 15

39,5 % nátriumhidroxidot és 6,0% nátriumnitrátot tartalmazó hűtőfürdőben 375 °C hőmérsékleten 3 percig kezeljük. Ekkor a cianid és a cianát teljesen elbomlott, a DIN 50 021 szerinti végzett sópermet-tesztnél 42 óra után mutatkozik korrózió. 20

5. példa

Ugyanilyen dugattyúrudakat a nitridáló kezelést 25 követően 375 °C hőmérsékleten a 4. példa szerinti hűtőfürdőbe helyeztünk, de 20 percig hagyjuk benne. A sópermet-tesztnél csak 210 óra múlva jelentkezik korrózió.

6. példa

Mélyhúzható lemezekből származó lemezdarabokat 45 percig nitridálunk 580 °C hőmérsékleten 1,1 % cia35

7. példa

Ugyanilyen mélyhúzható lemezdarabokat a 6. példa szerint nitridálunk, majd 20 percig tartjuk az említett hűtőfürdőben, ugyanolyan hőmérsékleten. A tartós mártókísérletnél 300 óra után sem voltak észlelhetők korróziós foltok.

A találmány szerinti eljárásnál jól beváltak az olyan sófürdők, melyek alkálifémhidroxidok elegyéből állnak és 2—20 súly% alkálifémnitrátot tartalmaznak. Az oxidáló kezelést előnyösen 250 és 450 °C közötti hőmérsékleten végezzük.

Claims (2)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás vasból készült nitridált alkatrészek korrózióállóságának növelésére a nitridálási folyamathoz kapcsolódó, 250—450 °C hőmérsékleten, 2—20 % alkálifémnitrátot tartalmazó alkálifémhidroxid-sófürdőben végzett oxidáló kezelés útján, azzal jellemezve, hogy az oxidáló kezelést 15—50 percen keresztül végezzük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az oxidáló kezelést'25—45 percig végezzük.