CH390026A - Verwendung von Borsäure und/oder Borsäureanhydrid als Abdeckmittel - Google Patents

Description

  Verwendung von Borsäure und/oder     Borsäureanhydrid    als     Abdeckmittel       Die     Erfindung    betrifft die Verwendung von Bor  säure und/oder     Borsäureanhydrid    als     Abdeckmittel.     



  Um Bauteilen gegen     Reibverschleiss,    Druckbean  spruchungen und Walzenpressung eine erhöhte Wider  standsfähigkeit unter gleichzeitiger Beibehaltung der  erforderlichen Kernfestigkeit bzw. Zähigkeit zu ver  leihen, ist es üblich, die entsprechenden Bauteile an  ihrer Oberfläche zu härten. Eine solche verschleiss  feste Randschicht wird bei der in Frage     kommenden     Warmbehandlung durch     Eindiffundieren    von Kohlen  stoff aus     aufkohlenden        Mitteln,    wie Einsatzpulver,  oder mit Hilfe einer geeigneten Gasatmosphäre in  die zu härtende Randschicht der Bauteile erzielt.  



  In vielen Fällen ist es bei derartig zu behandeln  den Bauteilen bzw. Werkstücken     erforderlich,    be  stimmte Partien der Oberfläche der zu härtenden  Bauteile von der     Aufkohlung    auszuschliessen, so dass  diese Partien keine harte Randschicht erhalten.  



  Zur Erzielung solcher weich zu haltenden Partien  an Bauteilen bei der Oberflächenhärtung sind     eine     Reihe von Verfahren bzw. Schutzmassen bekannt  geworden, die jedoch hinsichtlich des dafür not  wendigen technischen Aufwandes sehr kostspielig  und in ihrer Schutzwirkung, insbesondere bei     Gas-          aufkohlung,    noch unvollkommen sind.  



  Die Schutzwirkung der bekannten     Verfahren    be  ruht dabei auf Ausschluss bestimmter Partien der  einzusetzenden Bauteile von der     Aufkohlung    durch  Abdecken mittels tauch- bzw.     knetfähiger,    vorwie  gend aus Silikaten und Ton oder dergleichen be  stehender Massen, durch Aufbringen eines galva  nischen     überzuges    oder auch mit     Hilfe    einer zu  sätzlichen, nach der     Aufkohlung    abzutragenden Werk  stoffschicht.

      So sind auf     Wasserglasbasis    aufgebaute Schutz  massen gegen     Aufkohlung    bzw.     Aufstickung    bekannt,  bei welchen Borax oder andere Alkali- oder     Erd-          alkaliborate    als     Flussmittel    für einen prozentual hohen  Anteil an feuerfestem Ton bzw.     gepulvertem    Natrium  silikat dienen. Dem aus Borax, Alkali- oder     Erd-          alkaliboraten    gebildeten     Flussmittel    kommt dabei die  Aufgabe zu, ein Abbröckeln der pulvrigen Substan  zen wie Ton usw. bei den erforderlichen hohen Ein  satztemperaturen zu verhindern.  



  Derartige Schutzmassen sind jedoch wegen ihres  hohen Wasseranteiles insbesondere für die Anwen  dung bei der     Gasaufkohlung    nicht geeignet. Ausser  dem ist bei diesen Schutzmassen ein zeitraubender       Voranstrich    der zu schützenden Partien erforderlich,  wobei zudem eine besondere     Trocknungsanlage    not  wendig ist. Für ein wirtschaftliches Auftragen mittels  einer Spritzpistole eignen sich derartige Massen nicht.  



  Zweck der vorliegenden Erfindung ist, ein Ab  deckmittel zu schaffen, das sowohl durch seine be  sondere Zusammensetzung eine denkbar sichere  Schutzwirkung gewährleistet als auch gegenüber den  bekannten Schutzmassen mit nur geringem Zeit  aufwand     herstellbar    ist und gleichzeitig einen äusserst  einfachen und     rationellen    Auftrag auf die zu schüt  zenden Partien ermöglicht.  



  Dies wird erreicht durch Verwendung von Bor  säure und/oder     Borsäureanhydrid,    z. B. allein oder  in Gemischen mit     wasserfreien    Binde- und' Füll  mitteln, wie     Kunstharzlack    bzw. Tonerde, als Ab  deckmittel zur örtlichen Verhinderung der Aufnahme  von Kohlenstoff beim     Aufkohlen    von Stahl.  



  Ein so gebildetes     Abdeckmittel    gewährleistet so  wohl bei Gas- als auch bei     Pulveraufkohlung    eine  sichere Schutzwirkung, die nicht auf einer glasur-           artigen,    gasdichten Abdeckung, sondern auf     Passivie-          rung    der zu schützenden     Partien    von     Bauteilober-          flächen    durch Borsäure und/oder     Borsäureanhydrid     beruht.  



  Im Gegensatz dazu lassen, wie Versuche gezeigt  haben, die alkalisch reagierenden     Alkaliborate    wie  Borax oder dergleichen diese passivierende Wirkung  nicht erkennen.  



  Die bei der erfindungsgemässen Verwendung er  zielte Schutzmasse ist je nach Konsistenz tauch-,  streich- oder spritzfähig und bei allen     legierten    und       unlegierten    Stählen anwendbar. Weitere Vorteile er  geben sich aus der Möglichkeit, die zu schützenden  Partien scharf abzugrenzen, und aus der Unempfind  lichkeit des     Abdeckmittels    gegenüber der Einsatz  temperatur und -zeit.  



  Die Verwendung von Borsäure     113B03    als Ab  deckmittel erfolgt beispielsweise durch Tauchen der  zu schützenden Partien der Werkstücke, wobei sich  die Borsäure durch     Auskristallisation    aus einer ge  sättigten     wässrigen    Lösung bei etwa 80  C als kristal  liner Niederschlag an den entsprechenden Stellen  absetzt. Das Aufbringen der Borsäure ist jedoch  auch mittels einer Spritzpistole, welche mit     Vor-          wärmung    arbeitet, möglich.  



       Borsäureanhydrid        (Bortrioxyd)        B.,03    wird bei  der genannten Verwendung vorzugsweise über seinen       Schmelzpunkt    von etwa     580     C hinaus erhitzt, wobei  die zu schützenden Partien der Werkstücke durch  Tauchen in die     Schmelze    mit einem Überzug ver  sehen werden, der bei Einsatztemperatur zähflüssige       Konsistenz    aufweist und an den zu schützenden  Stellen ohne zu fliessen haftet.  



  In gewissen Fällen ist es von Vorteil, die Bor  säure und/oder das     Borsäureanhydrid    in Gemischen  mit Bindemitteln, beispielsweise einem     Kunstharzlack,     und Füllmitteln, beispielsweise Tonerde oder der  gleichen, zu     verwenden.    Der prozentuale Anteil der  Borsäure bzw. des     Borsäureanhydrids    in derartigen  Massen ist abhängig von dem Verhältnis Borsäure  bzw.     Borsäureanhydrid    zur Trockensubstanz des ver  wendeten     Kunstharzlackes    und kann je nach dem  verwendeten Bindemittel etwa zwischen 1:1 und  1:4 variieren, ohne seine Schutzwirkung zu ver  lieren.

   Da die Schutzmasse durch Spritzen, Streichen  oder Tauchen auf die zu schützenden Partien auf  gebracht werden kann und daher stark wechselnde  Mengen an Verdünnungsmittel zugesetzt werden kön  nen, kann der Anteil von Borsäure und/oder     Bor-          säureanhv_        drid    in Grenzfällen zwischen 10 und  90 % des gebrauchsfertigen Gemisches betragen.    Eine beispielsweise Zusammensetzung einer sol  chen Masse kann wie folgt sein:  <B><I>50%</I></B> organische Bindemittel, beispielsweise Kunst  harzlacke, bei     einer    Viskosität von 63 sec.  Durchlauf bei 20  C im     Fordbecher    und bei  einem Düsenquerschnitt von 2 mm.  



  40%     Borsäureanhydrid    Korngrösse kleiner als 0,1 mm  7 % Borsäure Korngrösse kleiner als 0,1 mm  3 % Tonerde Korngrösse kleiner als 0,1 mm.  



  Die einzelnen Bestandteile der Masse lassen sich  in der angegebenen Feinheit ohne Verwendung einer       Abreibanlage    durch Rühren knotenfrei miteinander  vermengen und nach diesem Vorgang, d. h. in  gebrauchsfertigem Zustand, unbegrenzt lange Zeit  lagern.  



  Nach Einfahren der mit einer derartigen Masse  abgedeckten Bauteile in den     Aufkohlungsofen    dient  die Borsäure bzw. das     Borsäureanhydrid    anfänglich  als Füllmittel. Beim     Aufheizen    im Ofen wird nun  mehr das organische Bindemittel     zerstört    und die  dabei entstehenden     Verkokungsrückstände    desselben,  beispielsweise eines     Kunstharzlackes,        lagern    sich als  Füllmittel in die schmelzende Borsäure bzw. das Bor  säureanhydrid ein.

   Ein Zusatz von Substanzen, die  bei Einsatztemperatur nicht     schmelzen,    wie Tonerde  oder dergleichen, kann dann vorteilhaft sein, wenn  nicht genügend     Verkokungsrückstände    des organi  schen Bindemittels anfallen.  



  Unter Verwendung von Borsäure und/oder dessen       Anhydrid    erzielte     Abdeckmittel    lassen sich nach dem       Aufkohlungsvorgang    durch Abspülen in heissem Was  ser oder durch Sandstrahlen mühelos entfernen, ohne  Rückstände zu hinterlassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verwendung von Borsäure und/oder Borsäure anhydrid als Abdeckmittel zur örtlichen Verhinde rung der Aufnahme von Kohlenstoff beim Aufkohlen von Stahl. UNTERANSPRACHE 1. Verwendung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Borsäure als warme, ge sättigte wässrige Lösung verwendet. 2. Verwendung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Borsäureanhydrid als Schmelze verwendet. 3. Verwendung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Borsäure und/oder Bor säureanhydrid im Gemisch mit wasserfreien Binde mitteln, wie Kunstharzlack, und Füllmitteln, wie Tonerde, verwendet.