DE622802C

DE622802C - Erhitzungsbad

Info

Publication number: DE622802C
Application number: DEK125107D
Authority: DE
Inventors: Elli Bertram; Albert Erdmann
Original assignee: EMIL KLEISINGER DR
Current assignee: EMIL KLEISINGER DR
Priority date: 1932-04-15
Filing date: 1932-04-15
Publication date: 1935-12-06

Description

Erhitzungsbad Gegenstand der Erfindung ist ein Erhitzungsbad für das Härten von Stählen, insbesondere Werkzeugstählen, durch Erhitzen in schmelzflüssigen Bädern bei hohen, vorzugsweise oberhalb zooo° liegenden Temperaturen mit darauffolgendem Abschrecken und gegebenenfalls Anlassen.
Es ist bekannt, daß bei der Härtung von z. B. Werkzeug- und Schnelldrehstählen aus schmelzflüssigen Salzbädern bei hohen Temperaturen und nachfolgendem Abschrecken und Anlassen sich vielfach weiche Oberflächenschichten bilden, die einer schnellen Abnutzung unterliegen und als weiche Haut bezeichnet werden.
Man hat bereits vorgeschlagen, zur Vermeidung dieser weichen Haut, durch die die fertigen Stücke in ihrer Verwendbarkeit wesentlich beeinträchtigt werden können, den Härtebädern Ferrosilicium zuzusetzen. Hierdurch erhält man zwar auch eine harte Oberfläche, doch kann die Entkohlung nicht mit Sicherheit verhindert werden, so daß beim Anlassen oder bei Benutzung des Werkzeuges die entkohlte Schicht doch wieder weich wird.
Es ist auch vorgeschlagen worden, die in üblichen Chlörbariumbädern auf hohe Temperaturen erhitzten Werkzeuge in einem kohlenden Salzbad abzuschrecken. Hierdurch sollte die beim Härten im Chlorbariumbad aufgetretene weiche Schicht, die größtenteils auf Entkohlung zurückzuführen ist, durch neue Einführung von Kohlenstoff wieder ihre alte Härte erhalten. Selbst wenn die Entkohlung rückgängig gemacht wird, ist jedoch das charakteristische Schnellstahlgefüge auf diese Weise nicht wieder zu erzielen.
Da man festgestellt hat, daß ganz reine Bariumchloridbäder keine oder nur eine sehr geringe Entkohlung geben, hat man vorgeschlagen, die Chlorbariumbäder nach wenigen Stunden Gebrauchs vollkommen oder zum größten Teil durch frisches Salz zu ersetzen. Diese Methode ist jedoch wegen des hohen Salzverbrauchs unwirtschaftlich und außerdem mit technischen Schwierigkeiten verknüpft.
Es sind auch bereits Salzbäder zum Glühen von Gegenständen aus Edelmetallen und deren Legierungen bei Temperaturen, welche 6oo° C möglichst nicht übersteigen dürfen, bekannt, welche aus einem Gemisch von Kochsalz und Soda oder Pottasche mit größeren Mengen, z. B. qq. bis 54 0lo Kaliumsulfat, bestehen und welche Zusätze an Borax oder Erdalkalicarbonaten bzw. Erdalkalioxyden oder auch Stoffe beider Art, z. B. Borax und Magnesiumcarbonat, enthalten können (vgl. französische Patentschrift 6g8553). Diese Zusätze sollen der Badflüssigkeit gute Deckkraft verleihen, derart, daß der geglühte Gegenstand beim Herausnehmen mit -einer dünnen, aber zugleich dichten Schutzschicht überzogen ist, damit das-Werkstück auf dem Wege zur Kühlflüssigkeit vor Luftzutritt geschützt ist.
Demgegenüber handelt es sich bei vorliegender Erfindung um das Härten von Stählen durch Erhitzen in schmelzflüssigen Bädern auf höhere Temperaturen mit nachfolgendem Abschrecken und gegebenenfalls Anlassen. Die Temperaturen liegen bei Schnellstählen vorzugsweise oberhalb 1o00°, z. B. um 130o°, und bei ,Werkzeugstählen z. B. bei etwa 730 bis 85o°. Für diese Zwecke sind die bekannten Alkalisulfat in erheblichen Mengen enthaltenden Glühbäder ungeeignet, weil sie einerseits die Verwendung der- hohen zum Härten von Stählen erforderlichen Temperaturen nicht gestatten und weil anderseits das Alkalisulfat die Stähle angreifen würde.
Nach der Erfindung wird die Bildung weicher Haut vermieden durch Verwendung eines aus inerten Salzen oder Salzgemischen, wie Bariumchlorid, Mischungen von Barium. Chlorid mit Alkalichloriden usw., bestehenden, ein Erhitzen auf hohe Temperaturen, z. B. 75o bis 1q.00° und mehr, gestattenden Erhitzungsbades, welches geringe Mengen von Metalloxyden, wie z. B. Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd, Berylliumoxyd, Zirkonoxyd, Ceroxyd oder Gemische solcher Oxyde, und außerdem geringe Mengen von Borverbindangen, insbesondere Borax, oder andere in gleicher Richtung wirkende, insbesondere die Lösung der Metalloxyde in den Schmelzen und die Einwirkung derselben auf die Oberfläche des Härtegutes begünstigende Substanzen enthält. An Stelle von Metallverbindungen, wie Magnesiumoxyd u. dgl., können dabei auch Stoffe verwendet werden, welche zur Bildung der betreffenden Oxyde geeignet sind, wie z. B. Magnesiumcarbonat, Cerit-Chlorid usw, An Stelle oder neben Borverbindungen können z. B. -verwendet werden Pyrophospliate, Fluorverbindungen, z. B. FluflrsMfiate, rnetallsa.ure Verbindungen, wie Wolfxaniate, u. dgl.
Die ]Menge der dem Bad zuzusetzender Metalloxyde richtet sich- im wesentlichen, nach den; Arbeitsbedingunen, wie Badzusam, mensetzüng, Behandlungstemperatur, Durch satzmenge u. dgl. Der Zusatz an Metalloxyden kann z. B. etwa i bis io 1/Q, vprzugsweise etwa 2 bis 7 % betragen.
Der Anteil der lösungsvermittelnden, in Vereinigung mit Metalloxyden die Bildung weicher Häute verhindernden Stoffe, wie Borverbigdungen u. dgl., hängt im wesentlichen von der Menge der zugesetzten Metalloxyde und der Zusammensetzung des inerten Salzgemisches ab i sie beträgt im allgemeinen nicht mehr als 2o 1/o, vorzugsweise nicht mehr als etwa 12 010.
Die Wirkung der Metalloxyde dürfte im wesentlichen darauf zurückzuführen sein, daß sie die 'Zersetzung der Inertsalze, z. B. des Bariumchlorids, verhindern, während den Zusatzstoffen, wie Borax, neben ihrer lösungsfördernden Wirkung wohl auch die Aufgabe zufällt, einer Entkohlung entgegenzuwirken und so in Gemeinschaft mit den Metalloxyden die Bildung einer weichen Oberflächenhaut auf dem Härtegut auch bei anschließender Anlaßbehandlung zu verhindern.
In Ausübung der Erfindung wird z. B. derart verfahren, daß die Gegenstände in einem Bade, welches zu 85 Teilen aus Baritunchlorid besteht und neben 2,s bis 7 Teilen Magnesiumoxyd etwa 9 bis 12 Teile Borax (krist.) enthält, einer nur kurzen Erhitzung bei etwa rooo bis 135o° C, deren Daher sich nacli der Größe der Stücke richtet, unterworfen, hierauf in bekannter Weise abgeschreckt und alsdann angelassen werden. Die Anlaßtemperaturen sind durch die Zusammensetzung des Stahles gegeben. Da aber im Gegensatz zu den alten Verfahren auch komplizierte Werkstücke ohne Entkohlungsgefahr bei der für den Stahl günstigsten Höchsttemperatur, bei Schnellstahl z. B. um, 130o° C, gehärtet werden können, kann dementsprechend auch mit der Anlaßtemperatur sehr hoch gegangen werden; bei Schnellstahl z. B, auf $50 bis 58o° C und mehr..
Für die Herstellung des Bades kommen an inerten Salzen zum Schnellstahlharten vorzugsweise Bariumchlorid in Frage, für Werkzeugstahl. im wesentlichen z. B. Natrium-Chlorid und Kaliumchlorid, gegebenenfalls im Gemisch mit Bariumchlorid, Zur Durchführung des Verfahrens geeignete Bäder können z. B. wie folgt zusammengesetzt sein: T. So Teile Bariumchlorid, 39 Teile Natritumchlorid, 8 Teile Borax, 3 Teile Ma, gnesiumoxyd.
84,3 Teile wasserfreies Bariumchlorid 6,7 Teile Magnesiumoxyd (gebrannt und gemahlen), 9 Teile Borax (krist.).
Neben oder an Stelle Magnesiumoxyd können =hierbei auch andere Metalloxyde der obengenannten Art treten; an Stelle oder neben Borax auch andere Borverbindungen; Fluorverbindungen u, dgl, Die Bäder sind praktisch. unbegrenzt haltbar; im allgemeinen braucht man nur die Salzmengen nachzugeben, die durch Verdampfen und .durch Anhafteverluste dem Bad entzogen worden sind. Beim Arbeiten mit den beanspruchten Bädern gelingt es, Stähle von besonderen Qualitäten und von einwandfreier Härtung" nntex sicherer Vermeidung der Bildung weicher Häute in einfachem und leicht zu überwachendem Dauerbetrieb herzustellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:. i. Erhitzungsbad für das Härten von Stählen, insbesondere Werkzeugstählen, durch Erhitzen in schmelzflüssigen Bädern mit darauffolgendem Abschrecken und gegebenenfalls Anlassen, bestehend aus inerten Salzen oder Salzgemischen, wie Bariurnchiorid, Mischungen von Bariumchlorid mit Alkalichloriden usw., welche ein Erhitzen auf höhere Temperaturen, z. B. iooo° und mehr, gestatten und welche geringe Mengen von Metalloxyden, wie z. B. Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd, oder Gemischen derselben bzw. umer den gegebenen Bedingungen zur Bildung solcher befähigter Stoffe in Vereinigung mit Borverbindungen enthalten. :
2. Erhitzungsbad nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe neben Metalloxyden bzw. zur Bildung solcher befähigter Stoffe Borax enthält.
3. Erhitzungsbad nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe neben oder an Stelle von Borverbindungen andere in gleicher Richtung wirkende, insbesondere die Lösung von Metalloxyden begünstigende Stoffe enthält. q.. Erhitzungsbad nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt desselben an Metalloxyden nicht mehr als io °1o und der Gehalt an Borverbindungen nicht mehr als etwa 12 % beträgt.