CH143087A - Verfahren zum Zementieren und Härten von Gegenständen aus Eisen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Zementieren und Härten von Gegenständen aus Eisen.    Es. ist bekannt, Gegenstände aus Eisen,       -,vorunter        nachfv,lgend    auch     Gegenstände    aus  Eisenlegierungen, Stahl, Edelstählen und  dergleichen verstanden sein sollen, durch Be  handeln in     Schmelzbädern    zu zementieren,  welche einerseits schmelzflüssige Salze, wie  Kochsalz und -dergleichen, anderseits     Zemen-          tationsmittel    enthalten. Als solche hat man  bisher allgemein     Cyanide    verwendet.  



  Es wurde     gefunden,        dass    man derartige       Härtungen    in vorteilhafter Weise in     S,chmelz-          b < i,clern    durchführen kann, welche aus einer  Schmelze von an sich nicht zementierend  wirkenden Stoffen, in denen Kohle als     Ze-          mentationsmittel    feinverteilt ist, bestehen.  



  Die Schmelze kann zum Beispiel aus  Kochsalz und andern zu störenden Reak  tionen keine Veranlassung gebenden     Salzen,          insbesondere    niedrig schmelzenden Gemischen  von Salzen, wie zum Beispiel N     atriumchlorid,          Ka.liumchlörid,    bestehen.    Nach der Erfindung wird .das Zementie  ren unter Verwendung derartiger, ausrei  chende Mengen von feinverteilter Kohle     ent-          haltender,Schmelzbäder    vorgenommen, indem  man die zu behandelnden Gegenstände in das  schmelzflüssige Bad eintaucht und sie bei  geeigneten Härtetemperaturen so lange darin  belässt, bis die gewünschte Wirkung erzielt  ist.  



  Als     Zementationsmittel    kann zum Beispiel  feingemahlene Holzkohle, Torfkohle, Aktiv  kohle, feinverteilter Graphit und dergleichen  verwendet werden. Die Menge -der dem       Schme          lzb.a;d    einzuverleibenden Kohle kann  zum Beispiel 1 bis 2 %     und    mehr betragen.  Die     llärtetemperaturen    richten sich unter  anderem nach den gewünschten     Zementations-          tiefen.    Die     Zementation    kann zum Beispiel  bei Temperaturen von 800   und mehr :durch  geführt werden.

   Bei Anwendung höherer  Temperaturen, zum Beispiel solchen von mehr  als 850   und insbesondere solchen von 900      bis 950   und mehr steigt die Schnelligkeit  .der     Kohlenstoffeinwandentng,    so dass der  Härtevorgang abgekürzt oder     .grössere    Härte  tiefen innerhalb bestimmter Härtedauer er  zielt werden.  



       Beispiel        1:              Ein Bolzen aus     kohlenstoffarmen    Eisen  wurde     während    zwei Stunden in einem aus  Kochsalz und     Kaliumchlorid    bestehenden  Schmelzbad, welchem 1 %     feinstgenäahlene     Holzkohle einverleibt war, auf 950   erhitzt  und sodann in bekannter Weise abgeschreckt.  



  Die Härte des Bolzens     stieg    hierbei von  13       Rockwell    .auf 42       Rockwell,    während       ein,    in     einem    gleich zusammengesetzten, aber       kohlefreien        Salzschmelzbad    während gleicher  Zeitdauer auf     idie    gleiche Temperatur erhitz  ter     und.    abgeschreckter     Kontrollbolzen    nur  20'     Rackwell    zeigte.  



  <I>Beispiel 2:</I>  Ein Bolzen aus k     ohlenstoffarmen    Eisen  wurde     1i/2        Stunden    in einem Bad aus Na  trium- und     Kaliumchlorid,    in welchem unge  fähr 2 % gemahlene Aktivkohle suspendiert  war, auf 950   C erhitzt. Nach dem Ab  schrecken zeigte der Bolzen .eine Härte von  58       Rockwell,    während ein in -einem kohle  freien Schmelzbad in gleicher Weise     behan-          delter    Kontrollbolzen nur 20'     Rockwell     zeigte.  



  Die Einwanderung des Kohlenstoffes  kann,     wie    weiterhin     gefunden    wurde, noch  durch Zusatz gewisser Substanzen .zu den       feinverteilte    Kohle enthaltenden Schmelz  bädern     begünstigt    werden. Als derartige  Zusatzstoffe kommen alkalische Stoffe, ins  besondere     Ätzalkalien,    ferner     Alkalikarbo-          nate    und dergleichen in Betracht.  



  Die Menge des Zusatzes an     Ätznatron     und, dergleichen Hilfsstoffen kann in ver  hältnismässig weiten Grenzen     schwanken.    In  manchen Fällen genügen bereits einige Pro  zente, um die     Kohlungsdauer    wesentlich her  abzusetzen, (las heisst .die     Einwanderung    des  Kohlenstoffes zu beschleunigen oder die Ein  wanderungstiefe in der Zeiteinheit -zu stei  gern.

   In andern Fällen haben sich etwas  grössere Zusätze an     Ätznatron    und Üerglei-         chen    Stoffen als vorteilhaft     erwiesen.    Es  konnte zum Beispiel die     Zementierungs,dauer     von Eisenteilen     durch    Eintauchen in ein  Schmelzbad, das als     zementierenden    Bestand  teil feinverteilte Holzkohle enthielt, durch  Zusatz von zum Beispiel 10 %     Ätznatron    auf       1/4    bis     '/3    der sonst erforderlichen Zeit her  abgesetzt werden.  



  Bei Verwendung von zusätzlichen alkali  schen Mitteln, wie     Ätznatron,        wird    das  Schmelzbad     derart    zusammengesetzt,     dass     störende     Umsetzungen    vermieden     werden.    In  diesem Falle nimmt man zum Beispiel von  der Anwesenheit von     Bariumchlorid    im       Schmelzbade    Abstand.  



  <I>Beispiel 3:</I>  In einem aus     Natrium-chlorid-Kalium-          chlorid    bestehenden Schmelzbade werden 3  feingemahlene Holzkohle suspendiert. Ein  Bolzen aus     "kohlenstoffarmen    Eisen wird  während 2 Stunden bei<B>950'</B> eingetaucht. Die       Zementationstiefe    nach dieser Zeit beträgt       mir    wenig mehr als 0,1 mm.  



  Ein Bolzen, der- in gleicher Weise in  einem Bade behandelt worden ist, dem ausser  dem noch 10 %     Ätznatron    zugesetzt war, wies  eine     Zementationstiefe    von etwa 1 mm auf.  



  Da die Einbringung und gleichmässige  Verteilung der pulverigen Kohle in das  Schmelzbad,     insbesondere    beim     Nachsättigen     desselben, welches vorteilhaft unter Anwen  dung von dem Verbrauch entsprechenden  kleinen Mengen erfolgt, gewisse Schwierig  keiten bereitet, da die pulverige Kohle das  Bestreben hat, an der Oberfläche zu bleiben  und beim Einrühren leicht     Störung,    zum Bei  spiel Überschäumen, stattfindet, wird die  Einverleibung der Kohle vorteilhaft in     Ver-          einig        ing    mit andern Stoffen, insbesondere       solchen,

      deren Anwesenheit im     Schinelzbad     ohnehin     erwünscht    ist, vorgenommen. Man  kann zum Beispiel derart     verfahren"dass    man  die Kohle mit einem Bestandteil des Bades  oder mehreren     Badbestandteilen    zusammen  schmilzt. Die Schmelze kann alsdann in       warmem    oder kaltem Zustand, zum Beispiel  in Gestalt von Formstücken, in das     Zemen-          tierbad    eingeführt werden. Hierbei verteilt      sich die Kohle gleich indem Bad, ohne dass  Störungen eintreten.

   Hilfsstoffe, welche, wie  zum Beispiel     Ätzalkali    (infolge Überganges  in     Alkalikarbonat),    während des     Zementa-          tionsprozesses    verbraucht werden, werden  zweckmässig zusammen mit der Kohle in das  Bad eingeführt.

   Man verfährt zum Beispiel       dt:rart,        @dass    man feingemahlene Kohle mit       Ätznatron    in Gegenwart oder Abwesenheit  anderer     Stoffe,    zum Beispiel eines für     dias          Zementierba.d    geeigneten Salzes, zusammen  schmilzt und das     IStoffgemisth    flüssig oder  erstarrt, gegebenenfalls in Formstücke, in die       Zementationsschmelze    einträgt. Kohle und       Ätzalkali    werden dabei     zweckmässig    in dem  Verbrauch     :der    beiden Stoffe entsprechenden  Mengenverhältnissen zusammengebracht.

   Auf  1 kg     Ätznatron    kann man zum Beispiel 250  bis 300     gr    Holzkohle verwenden. Von die  ser Mischung werden dem zum Beispiel  aus     Kalium-Natrium-Chlorid    bestehenden  Schmelzbade, zum Beispiel solche Mengen zu  gesetzt,     da.ss    eine     Konzentration    in Kohle von  zum Beispiel 1 bis 3     %    und an     Ätznatron          voll    zum Beispiel 3 bis     10%    aufrecht erhal  ten wird.'  In der     Industrie    anfallende Schmelzen  oder Abfallschmelzen,

   welche Kohle in Ver  einigung mit für vorliegenden     Verwendungs-          zweck    geeigneten Salzen oder andern Stof  fen, wie zum Beispiel     Atzalkalienoder    bei  den enthalten, können für vorliegendes     Ze-          rnentierungsverf:ahren    Verwendung finden.  



  Man kann der feinverteilten Kohle als  wirksames     Zementierungsmittel        und,    gege  benenfalls die     zementierende    Wirkung der  Kohle verbessernde Zusätze enthaltenden  Schmelzbädern gegebenenfalls auch noch ge  ringe Mengen von oxydationsfähigen Stof  fen, wie zum Beispiel     Cyanide,        Cyanamide     und dergleichen, zusetzen, wodurch man un  ter     Umständen    neben der     Kohlung    noch eine       Stickstoffeinwanderung    herbeiführen kann.

    Die     Verwendung    von     Cyanide    enthaltenden  Schmelzbädern zu     Zementierungszwecken    ist  an sich bekannt. Derartige Bäder enthalten  indessen     Cyanidmengen    von zum Beispiel 40  bis<B>50%</B> und mehr. Bei vorliegender Erfin-         dung,    bei welcher Kohle das     Zementierungs-          mittel    darstellt, werden etwaige     Cyanid-          zusätze    in erheblich geringeren Mengen ge  geben.

   Mit Hilfe     Ader    nach der Erfindung       zusammengesetzten    Bäder ist es möglich,     Ze-          mentationstiefen    von 2 mm und     darüber    zu  erzielen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Zementieren und Härten von Gegenständen aus Eisen durch Behand lung derselben in einem schmelzflüssigen Baal, daduroh gekennzeichnet, dass dieses Bad aus einer Schmelze von an sich nicht zemen tierend wirkenden Stoffen, in welchen Kohle feinverteilt ist, besteht. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, @dass die Zementierung bei Temperaturen oberhalb 850 vorgenommen wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ,dass die Zementierung bei Temperaturen von<B>900'</B> bis<B>950'</B> vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, @d.ass das Zementieren und Härten durch Zusatz von -die Einwande rung das Kohlenstoffes beschleunigenden alkalischen Stoffen begünstigt wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, d.ass das Zementieren und Härten in Schmelzbädern ausgeführt wird, welche neben Kohlenstoff als Zementa- tionsmittei noch geringe Mengen von oxy dationsfähigen Stoffen enthalten. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch<B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass das Zementieren und Härten in Schmelzbädern ausgeführt wird, welche neben Kohlenstoff und :die zementierende Wirkung desselben verbessernden Zusät zen noch geringe Mengen von oxydations fähigen Stoffen enthalten.. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Zementieren und Här- ten unter Einführung von Kohle in Ver einigung mit Komponenten des Schmelz bades in das Schmelzbad ausgeführt wird, 7.

   Verfahren nach Patentanspruch und Iln- teransprüchen 3 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass,das Zementieren und Härten. unter Einführung von dem Verbrauch während der Zementation angepassten Mengen von Kohle und Hilfsstoffen, welch letztere in Vereinigung mit der Kohle in das Schmelzbad eingebracht wer den, durchgeführt wird.