CH616455A5 - Process for nitriding iron and steel in a salt bath. - Google Patents
Process for nitriding iron and steel in a salt bath. Download PDFInfo
- Publication number
- CH616455A5 CH616455A5 CH1053975A CH1053975A CH616455A5 CH 616455 A5 CH616455 A5 CH 616455A5 CH 1053975 A CH1053975 A CH 1053975A CH 1053975 A CH1053975 A CH 1053975A CH 616455 A5 CH616455 A5 CH 616455A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- weight
- salt bath
- cyanate
- cyanide
- salt
- Prior art date
Links
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims description 44
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 title claims description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 22
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- ZVCDLGYNFYZZOK-UHFFFAOYSA-M sodium cyanate Chemical compound [Na]OC#N ZVCDLGYNFYZZOK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000007333 cyanation reaction Methods 0.000 claims 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 37
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 description 7
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 description 7
- FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N [4,6-bis(cyanoamino)-1,3,5-triazin-2-yl]cyanamide Chemical compound N#CNC1=NC(NC#N)=NC(NC#N)=N1 FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 5
- LIXWSNVLHFNXAJ-UHFFFAOYSA-N sodium;oxidoazaniumylidynemethane Chemical compound [Na+].[O-][N+]#[C-] LIXWSNVLHFNXAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 alkali metal cyanides Chemical class 0.000 description 4
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N sodium cyanide Chemical compound [Na+].N#[C-] MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001913 cyanates Chemical class 0.000 description 2
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical class [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical compound O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N cyanic acid Chemical compound OC#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 1
- 238000005088 metallography Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 229960002668 sodium chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
- C23C8/42—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being applied
- C23C8/48—Nitriding
- C23C8/50—Nitriding of ferrous surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein umweltfreundliches Verfahren zum Nitrieren von Eisen und Stahl in einem Kalium- und/ oder Natriumcyanat enthaltenden Salzbad, das von Luft durchströmt wird.
Für das Salzbadnitrieren von Eisen und Stahl werden bisher als Schmelzbäder Gemische von Alkalicyaniden, Al-kalicyanaten und Alkalicarbonaten verwendet, die bei einer Betriebstemperatur von ca. 570°C als dünnflüssige Schmelzen vorliegen. Im allgemeinen werden hierzu Salzschmelzen verwendet, die zwischen 20 und 40 Gew-% Cyanat, berechnet als KCNO, und 30 bis 60 Gew.-% Cyanid, berechnet als NaCN, enthalten, während der Rest aus Alkalicarbonat besteht (DE-PS 1 149 035). Die Werkstücke werden der Einwirkung der Schmelze einige Stunden lang ausgesetzt, wobei vorteilhafterweise durch die Schmelze ein Luftstrom hindurchgeleitet wird. Durch Eindiffundieren von Stickstoff in die Werkstückoberfläche bilden sich dabei Schichten aus, die insbesondere eine Erhöhung der Verschleiss- und der Wechselbiegefestigkeit bewirken. Dabei verarmt das Bad an Cyanid und Cyanat und reichert sich für die Nitrierung unwirksamem Carbonat an. Um ihre Wirksamkeit aufrechtzuerhalten, müssen diese Bäder regelmässig zum Regenerieren durch reines Alkalicyanid ergänzt werden, wobei jedesmal zur Carbonatbeseitigung und Volumenverminderung ein nicht unbeträchtlicher Teil der Salzschmelze ausgetragen werden muss. Diese sogenannten Altsalze sind stets cyanidhaltig und daher hochgiftig.
Abgesehen davon, dass der Umgang mit dem hochgiftigen Cyanid beim Ansatz und beim Betrieb des Bades besondere Vorsichtsmassnahmen erfordert, bedeutet die Entgiftung der Altsalze oder ihr Abtransport mit anschliessender sicherer Deponierung sehr erhebliche Aufwendungen. Auch das Abwasser, das beim Abschrecken und Abspülen der behandelten Teile anfällt, ist wegen der diesen Teilen noch anhaftenden Cyanidreste hochgiftig und muss daher vor Einleitung in die Kanalisation entgiftet werden.
Es wurde daher schon versucht, zum Nitrieren von Eisen und Stahl mit mittleren und hohen Kohlenstoffgehalten cya-nidfreie Salzschmelzen zu verwenden (Patentanmeldung JA 47-27089), wobei aber die Schmelze sauerstofffrei gehalten und mit Stickstoff durchspült werden muss, um eine übermässige Carbonatbildung im Salzbad zu unterdrücken, die die Liquidustemperatur der Salzschmelzen zu stark erhöhen und die Nitrierwirkung verringern würde. Neben dieser teuren Stickstoffspülung hat dieses bekannte Nitrierbad den weiteren Nachteil, dass nur Werkstücke mit relativ hohem Kohlenstoffgehalt nitriert werden können und beim Regenerieren weiterhin Altsalze anfallen, die zwar im wesentlichen cyanidfrei sind, aber grosse Mengen Cyanate enthalten, die ebenfalls beseitigt werden müssen.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein umweltfreundliches Verfahren zum Nitrieren von Eisen und Stahl, beispielsweise auch mit kleinen Kohlenstoffgehalten, in einem Salzbad zu finden, das gute Nitrierschichten bildet, regenerierbar ist, ohne dass Altsalze anfallen, dünnflüssig ist, um Ausschleppverluste durch anhaftendes Salz an der Oberfläche der Bauteile gering zu halten, und möglichst cyanidfrei oder mindestens cyanidarm ist, um die Entstehung giftiger Abwässer zu vermeiden.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man zur Nitrierung ein Salzbad verwendet, das, bezogen auf dessen Gesamtgewicht, 25-57 Gew.-% Cyanat, berechnet als Cyanation, und gegebenenfalls bis zu 5 Gew.-% Cyanid, berechnet als Cyanidion, sowie bevorzugt Alkalimetallcarbonat und gegebenenfalls -chlorid enthält und dessen Regenerierung durch Zugabe mindestens einer polymeren Kohlenstoff/Stickstoff-Verbindung ohne Abschöpfung von Altsalzen erfolgt.
Besonders bewährt haben sich Salzschmelzen, die 33-42 Gew.-% Cyanat, berechnet als Cyanation, enthalten.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass man Werkstücke aus Eisen und Stahl mit allen in der Praxis vorkommenden Kohlenstoffgehalten in cyanidarmen bis cyanid-freien Salzschmelzen mit gutem Erfolg nitrieren kann, wenn diese Kalium- und/oder Natriumcyanat und gegebenenfalls Kalium- und/oder Natriumcarbonat und -chlorid enthalten.
Sehr geeignet für das erfindungsgemässe Nitrier verfahren sind Salzbäder, die einen hohen Anteil von Kaliumsalzen enthalten wobei der vorteilhafte Arbeitsbereich für das Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis von 0 bis 1,5 reicht.
Besonders bewährt haben sich Bäder mit einem Natrium/ Kalium-Gewichtsverhältnis von 0 bis 0,5.
Durch die Verwendung von kaliumreichen Salzschmelzen wird der Schmelzpunkt dieser Salzbäder herabgesetzt, so dass bei der Arbeitstemperatur von ca. 570°C dünnflüssige Schmelzen entstehen und die Ausschleppverluste an Salz bei Entnahme der behandelten Werkstücke dadurch gering gehalten werden. Ausserdem können solche Bäder auch noch hohe Carbonatgehalte verkraften, die sich beim Betrieb des Bades aus den Cyanaten bilden und üblicherweise den Schmelzpunkt heraufsetzen.
Der besondere Vorteil dieser Bäder liegt auch darin, dass sie durch Zugabe polymerer Kohlenstoff-Stickstoffverbin-dungen, wie z.B. Melon, polymeren Cyanwasserstoff oder polymeren Harnstoff, ohne Anfall von Altsalzen regeneriert werden können. Während des Betriebes des erfindungsgemäs-sen Verfahrens erfolgt durch den Luftsauerstoff und durch die Abgabe von Stickstoff an die Werkstücke eine Umsetzung von CN~ und CNO zu für die Nitrierung unwirksamen CO:i2~. Durch Zugabe der oben erwähnten Regeneriermittel kann überschüssiges Carbonat in Cyanat umgewandelt werden, ohne Volumenvergrösserung und dem damit verbundenen Altsalzanfall.
Melon ist ein Pyrolyseprodukt von Melamin und ist beispielsweise in «Ullmanns Enzyclopädie der technischen Chemie», 3. Aufl., Bd. 12, S. 279 und von May in «J. Appi. Chem.», 9. Juni 1959 unter «Pyrolysis of Melamine», S. 340-44 beschrieben.
Zur Erhöhung der Dauerfestigkeit müssen die Teile nach der Behandlung im Nitriersalzbad zweckmässig schnell ab5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
616455
geschreckt werden. Ein Abschrecken der Teile in Nitrit/Ni-trat-Salzbädern war bei den bisher bekannten Nitriersalzbädern nicht möglich, weil die anhaftenden cyanidhaltigen Salzreste explosionsartig mit der Nitrit/Nitrat-Schmelze reagierten.
Aus dem erfindungsgemäss eingesetzten cyanidarmen bis cyanidfreien Bad ist ein gefahrloses Abschrecken in Nitrit/ Nitrat-Schmelzen möglich. Cyanid und Cyanat werden in ruhiger Reaktion zu Carbonat und Stickstoff oxidiert, so dass weder Cyanid noch Cyanatreste ins Abwasser gelangen.
Auch beim Abschrecken aus dem erfindungsgemäss eingesetzten Salzbad in Wasser entstehen ungiftige, cyanidfreie Härtereiabwässer. Eventuelle kleine Cyanidmengen im Nitriersalzbad, die beim Abschrecken ins Wasser gelangen, können durch Zugabe von Natriumhypochlorit ins Abschreckwasser unmittelbar zerstört werden. Eine gesonderte Entgiftungsbehandlung der Härtereiabwässer kann dadurch entfallen, was eine sehr wesentliche Erleichterung für deren Aufarbeitung darstellt.
Die Nitrierwirkung der bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Salzbäder nimmt mit steigendem Cyanatgehalt zu. Das Carbonat/Cyanatverhältnis sollte daher vorteilhafterweise zwischen 0 und 1 liegen. Völlig car-bonatfreie Nitrierbäder lassen sich auf Dauer allerdings nicht betreiben, da durch Reaktion zwischen Cyanat und . Luftsauerstoff Carbonat entsteht.
Auf eine Zugabe von Cyanid kann völlig verzichtet werden, doch bildet sich im Bad während der Nitrierbehandlung stets eine kleine Menge Cyanid, wobei der Cyanidge-halt aber unter 4 Gew.-% bleibt.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann die Salzschmelze ausserdem bis zu 30 Gew.-% Alkalichlorid enthalten.
Folgende Beispiele sollen das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutern:
1. In einem zylinderförmigen Titantiegel von 35 cm Durchmesser und 70 cm Höhe werden 75 kg KCNO, 22 kg Na2CO,3 und 3 kg K2COa aufgeschmolzen und auf 570°C erhitzt, wobei man eine dünnflüssige Schmelze erhält, durch die 2001/h Luft durchgeleitet wird.
In diesem Bad wurden plättchenförmige Proben aus Ck 15-Stahl 2 Stunden lang behandelt und danach in Salzwasser abgeschreckt. Dieses Abschreckwasser enthielt anschliessend keine nachweisbaren Cyanidmengen.
Bei der Prüfung der Dauerbiegewechselfestigkeit ergab sich eine Erhöhung von5mv= 120 N/mm2 vor der Behandlung auf 5BW=420 N/mm2 nach dem Nitrieren. Metallographisch und röntgenographisch wurde auf den Proben eine 18-22 |xm dicke Eisennitrid-Verbindungsschicht nachgewiesen. Zum Kerninnern schloss sich darunter eine Diffusionszone von 0,55 mm an.
Innert 24 Stunden fällt der Cyanatgehalt von rund 39 Gew.-% auf rund 37 Gew.-% und der Carbonatgehalt steigt von rund 14 Gew.-% auf rund 16 Gew.-%. Durch Zugabe von 1,2 kg Melon kann der Ausgangswert wieder eingestellt werden, ohne Abschöpfung von Altsalzen.
2. Im gleichen Bad wurden Probeplättchen aus unterschiedlichen Materialien 90 Minuten lang bei 560°C behandelt und danach untersucht. Dabei ergaben sich folgende Eisennitridschichtdicken:
20 Mn Cr 4 12 - 14 |i,m
15 Cr Ni 6 10-12 ^m
14 Ni 6 11-14 [im
Sphäroguss 8-14 jxm
Grauguss 10-12 [im
Diese Schichtdicken entsprechen in etwa denjenigen einer gleichartig behandelten Ck-15-Probe.
3. In den folgenden, jeweils 24 Stunden lang betriebenen Salzbädern wurde durch Zugabe von jeweils 1,2 kg Melon bzw. 2 kg polymerem Harnstoff der ursprüngliche Cyanat- und Carbonatgehalt wieder eingestellt, ohne Anfall von Altsalzen:
a) 75 kg KCNO, 20 kg Na2C031, 3 kg K2C03 und 2 kg NaCN. Cyanatgehalt rund 39 Gew.-% als CNO".
b) 68 kg KCNO, 10 kg NaCNO, 8 kg K2C03 und 14 kg Na2CO;îi. Cyanatgehalt ca. 42 Gew.-% als CNO".
c) 35 kg KCNO, 35 kg NaCNO, 10 kg K2CO;i und 20 kg Na2C03,. Cyanatgehalt ca. 41 Gew.-% als CNO".
4. In einem Titantiegel nach Beispiel 1 wurden 100 kg KCNO aufgeschmolzen und auf 570°C erhitzt. Durch die dünnflüssige Schmelze wurden 200 1/h Luft geleitet. In diesem Bad wurden mehrere plättchenförmige Proben aus Ck 15-Stahl 90 Minuten lang behandelt und danach in Salzwasser abgeschreckt, wobei keine Cyanide nachgewiesen werden konnten. Die Proben besassen eine Eisennitrid-Verbindungsschicht von 8-10 (j,m Dicke.
Innert 24 Stunden fiel der Cyanatgehalt von rund 52 Gew-% auf 50 Gew.-%, der Carbonatgehalt stieg von 0 Gew.-% auf ca. 2 Gew.-%. Durch Zugabe von 1,2 kg Melon konnten die Ausgangswerte wieder eingestellt werden.
5. In einem Titantiegel nach Beispiel 1 wurden 58 kg K2C03, und 42 kg NaCNO eingeschmolzen und auf 570°C erhitzt. Proben aus Ck 15 zeigten nach 90 Minuten eine Eisennitrid-Verbindungsschicht einer Dicke von 6-10 p.m. Der innert 24 Stunden von etwa 27 Gew.-% auf 25 Gew.-% gefallene Cyanatgehalt wurde durch Zugabe von 1,2 kg Melon wieder auf den ursprünglichen Wert eingestellt, ebenso wie der Carbonatgehalt, der von 25 Gew.-% auf 27 Gew.-% angestiegen war.
6. In einem Titantiegel nach Beispiel 1 wurden 35 kg NaCNO, 35 kg KCNO und 30 kg Na2COa eingeschmolzen und bei 570°C 200 1/h Luft durch die Salzschmelze geleitet. Auf einer 90 Minuten lang behandelten Ck 15-Probe waren 16-18 p,m Schichtdicke einer Eisennitrid-Verbindungsschicht nachweisbar. Durch Zugabe von 2 kg polymerem Harnstoff konnte der nach 24 Stunden von 41 Gew.-% auf 39 Gew.-% abgefallene Cyanatgehalt wieder auf den Ausgangswert gebracht werden.
7. In einem Titantiegel wurden 64 kg KCNO, 16 kg K,COl3, 11 kg NaCNO, 4 kg NaCN und 5 kg NaCl aufgeschmolzen und auf 570°C erhitzt. Auf einem 90 Minuten lang behandelten Ck 15-Probeplättchen war eine 10-14 [im starke Eisennitrid-Verbindungsschicht nachweisbar. Innert 24 Stunden fiel der Cyanatgehalt von ca. 40 Gew.-% auf 38 Gew.-%, der Carbonatgehalt stieg von ca. 7 Gew.-% auf 9 Gew.-%. Durch Zugabe von 1,2 kg Melon konnte der ursprüngliche Wert wieder eingestellt werden.
Neben den hier erwähnten Werkstoffen können auch alle sonstigen Stähle, legiert oder unlegiert, nitriert werden.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
V
Claims (5)
1. Umweltfreundliches Verfahren zum Nitrieren von Eisen und Stahl in einem Kalium- und/oder Natriumcyanat enthaltenden Salzbad, das von Luft durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Salzbad, bezogen auf dessen Gesamtgewicht, 25-57 Gew.-% Cyanat, berechnet als Cya-nation, enthält und ohne Abschöpfung von Altsalzen durch Zugabe mindestens einer polymeren Kohlenstoff/Stickstoff-Verbindung regeneriert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Salzbad 33-42 Gew.-% Cyanat enthält.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Salzbad ausserdem, bezogen auf dessen Gesamtgewicht, bis zu 5 Gew.% Cyanid, berechnet als Cyanidion, enthält.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Salzbad zusätzlich Alkalimetallcarbonat und gegebenenfalls -chlorid enthält.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Natrium zu Kalium im Salzbad höchstens 1,5, vorzugsweise höchstens 0,5, beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2441310A DE2441310C3 (de) | 1974-08-29 | 1974-08-29 | Verfahren zum Nitrieren von Eisen und Stahl in Salzbädern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH616455A5 true CH616455A5 (en) | 1980-03-31 |
Family
ID=5924348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH1053975A CH616455A5 (en) | 1974-08-29 | 1975-08-13 | Process for nitriding iron and steel in a salt bath. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5150241A (de) |
| AR (1) | AR201799A1 (de) |
| AT (1) | AT349046B (de) |
| BR (1) | BR7505152A (de) |
| CA (1) | CA1058064A (de) |
| CH (1) | CH616455A5 (de) |
| DE (1) | DE2441310C3 (de) |
| ES (1) | ES440319A1 (de) |
| FR (1) | FR2283243A1 (de) |
| GB (1) | GB1507904A (de) |
| IN (1) | IN145225B (de) |
| IT (1) | IT1041591B (de) |
| SE (1) | SE7509535L (de) |
| ZA (1) | ZA755450B (de) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1576143A (en) * | 1977-07-20 | 1980-10-01 | Brico Eng | Sintered metal articles |
| BR8705165A (pt) * | 1987-09-14 | 1989-04-11 | Alcoa Aluminio Do Nordeste S A | Processo para o tratamento termico de ligas metalicas |
| US4938452A (en) * | 1988-12-10 | 1990-07-03 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Air control device for internal combustion engine |
| DE4119820C1 (en) * | 1991-06-15 | 1992-09-03 | Goetz Dr. 5400 Koblenz De Baum | Treatment of iron@ (alloys) on same support - comprises nitriding in molten alkali metal cyanate and quenching in hot aq. salt bath |
| DE4324740C1 (de) * | 1993-07-23 | 1994-06-16 | Degussa | Verfahren zur Herstellung eines Härtesalzes in stückiger Form |
| FR2972459B1 (fr) * | 2011-03-11 | 2013-04-12 | Hydromecanique & Frottement | Bains de sels fondus pour la nitruration de pieces mecaniques en acier, et un procede de mise en oeuvre |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU805954A3 (ru) * | 1973-03-05 | 1981-02-15 | Дегусса (Фирма) | Способ регенерации карбонатсодержащихСОлЕВыХ РАСплАВОВ дл НиТРиРОВАНи и/или НАуглЕРОжиВАНи МЕТАлличЕСКиХиздЕлий |
| FR2234380A1 (en) * | 1973-06-20 | 1975-01-17 | Stephanois Rech Mecanique Cent | Regenerating cyanate-carbonate molten salt baths - by adding amide pretreated to liberate ammonia |
-
1974
- 1974-08-29 DE DE2441310A patent/DE2441310C3/de not_active Expired
- 1974-12-11 AR AR256865A patent/AR201799A1/es active
-
1975
- 1975-08-04 IN IN1529/CAL/1975A patent/IN145225B/en unknown
- 1975-08-12 BR BR7505152*A patent/BR7505152A/pt unknown
- 1975-08-13 CH CH1053975A patent/CH616455A5/de not_active IP Right Cessation
- 1975-08-19 ES ES440319A patent/ES440319A1/es not_active Expired
- 1975-08-21 IT IT69115/75A patent/IT1041591B/it active
- 1975-08-25 FR FR7526174A patent/FR2283243A1/fr active Granted
- 1975-08-26 ZA ZA00755450A patent/ZA755450B/xx unknown
- 1975-08-26 GB GB35127/75A patent/GB1507904A/en not_active Expired
- 1975-08-27 SE SE7509535A patent/SE7509535L/xx unknown
- 1975-08-28 AT AT665875A patent/AT349046B/de not_active IP Right Cessation
- 1975-08-28 JP JP50103557A patent/JPS5150241A/ja active Pending
- 1975-08-29 CA CA234,451A patent/CA1058064A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR7505152A (pt) | 1976-08-03 |
| FR2283243A1 (fr) | 1976-03-26 |
| ES440319A1 (es) | 1977-03-16 |
| GB1507904A (en) | 1978-04-19 |
| JPS5150241A (en) | 1976-05-01 |
| AR201799A1 (es) | 1975-04-15 |
| DE2441310A1 (de) | 1976-03-11 |
| ZA755450B (en) | 1976-07-28 |
| IT1041591B (it) | 1980-01-10 |
| FR2283243B1 (de) | 1978-04-07 |
| DE2441310C3 (de) | 1978-05-18 |
| SE7509535L (sv) | 1976-03-01 |
| AT349046B (de) | 1979-03-12 |
| IN145225B (de) | 1978-09-09 |
| CA1058064A (en) | 1979-07-10 |
| DE2441310B2 (de) | 1977-09-22 |
| ATA665875A (de) | 1978-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2934113C2 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit nitrierter Bauteile aus Eisenwerkstoffen | |
| DE3314708C2 (de) | ||
| DE102006026883B3 (de) | Verfahren zum Härten von Edelstahl und Salzschmelze zur Durchführung des Verfahrens | |
| US4019928A (en) | Process for nitriding iron and steel in salt baths regenerated with triazine polymers | |
| DE2521903A1 (de) | Verfahren, um den cyanidgehalt in cyanate enthaltenden salzbaedern bei niedrigen werten zu halten | |
| CH616455A5 (en) | Process for nitriding iron and steel in a salt bath. | |
| DE3509250A1 (de) | Verfahren zum behandeln von eisenmetallwerkstuecken | |
| DE2514398A1 (de) | Salzbad zur abschreckung badnitrierter bauteile | |
| DE1518505A1 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxyd und Ammoniak aus ihren Gemischen mit Wasser | |
| DE4442328C1 (de) | Verfahren zur Vorbehandlung von Stahlteilen vor dem Salzbadnitrieren | |
| DE69401551T2 (de) | Verfahren zur Verbesserung des Verschleissfestigkeit und Korrosionswiderstand von Eisenmetalgegenständen | |
| DE2109997C3 (de) | Verfahren zum Oberflächeniegieren, insbesondere Inchromieren von Eisenwerkstoffen | |
| EP0032248B1 (de) | Verfahren zur Entgiftung von cyanidhaltigen Abwässern und Reaktionslösungen | |
| DD156877A3 (de) | Regenerierungsmittel fuer nitriersalzbaeder | |
| DE102016004061A1 (de) | Verfahren und Anlage zum Behandeln von cyanidhaltigen Flüssigkeiten | |
| DE2307256C3 (de) | Verfahren zur Herstellung verschleißfester Oberflächen auf mechanischen Teilen aus eisenhaltigen Metallen | |
| DE1771727C3 (de) | Aufkohlungsverfahren von Stählen in cyanidfreien Salzschmelzen | |
| DE2310815C3 (de) | Verfahren zum Regenerleren von Nitrier- und Kohlungssatzbädern | |
| DE931772C (de) | Erwaermungssalzbad fuer kohlenstoffhaltige, legierte Staehle | |
| DE2310815B2 (de) | Verfahren zum regenerieren von nitrier- und kohlungssalzbaedern | |
| DE2409285C3 (de) | Verfahren zum Regenerieren von Nitrier- und Kohlungssalzbädern | |
| AT73193B (de) | Verfahren zum Entkohlen von Eisen, Chrom, Mangan, Nickel und Kobalt. | |
| WO2000032837A1 (en) | Process for nitriding metal articles and salt bath and composition for use in the process | |
| DE1241679B (de) | Verfahren zum Eindiffundieren von Metallen in eine Eisenoberflaeche | |
| AT258993B (de) | Verfahren zum Aufkohlen und Carbonitrieren von legierten und unlegierten Stählen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |