DK152224B - Inert saltbad til opvarmning af staal - Google Patents

Description

i

DK 152224B

Opfindelsen angår et inert saltbad til opvarmning af stål til austenitiseringstemperaturer, bestående af en blanding af i det væsentlige alkali- og jordalkalichlorider og en regenerator.

5 Til hærdning af stålgenstande såsom f.eks.

værktøjer, skal genstandene opvarmes til austeniti-seringstemperaturen. Denne opvarmning sker i mange tilfælde i saltbade. Herved skal opvarmningen i saltbadet dog ske således, at overfladen på de genstande 10 der skal hærdes på ingen måde undergår kemiske forandringer. De anvendte saltbade skal således f.eks. hverken udøve en oxiderende virkning, hvorved der kunne indtræde afcarbonisering eller give anledning til en carbonisering, der eventuelt ved den pågældende hærdnings-15 temperatur kan føre til påsmeltninger og derved ødelæggelse af emnerne. De skal ej heller virke korroderende.

Saltsmelter til opvarmning af stålgenstande til austenitiseringstemperaturen indeholder i almindelighed 20 chlorider af alkali- og jordalkalimetaller, for det meste natrium-, kalium- og bariumchlorider. Sammensætningen retter sig efter det enkelte tilfælde, især efter arbejdstemperaturen, dvs. saltblandingens smeltepunkt. Smelter af denne type, der fremstilles af meget 25 rene stoffer, opfylder i almindelighed de stillede krav vedrørende overfladekvaliteten, de er inerte. Fremstillingen af sådanne glødningsbade af meget rene stoffer er dog meget kostbar, således at der må anvendes ringere udgangsmaterialer, og badenes inerte egenskab 30 mistes. Hertil kommer at selv oprindeligt inerte gløde-bade ved indføring af forureninger især ved den uundgåelige indføring af jernoxid, vaskemiddelrester, bearbejdningsolier, osv. mister deres inerte karakter.

Herved sker der ikke blot en afcarbonisering af emnerne, 35 men også et forøget korrosionsangreb på genstandene og elektroderne i de ovne, der indeholder saltsmelterne, og dermed højere omkostninger.

For alligevel at opnå den ønskede inerthed for

DK 152224 B

2 saltsmelterne arbejdes der med såkaldte regeneratorer eller regenereringsmetoder. Det er kendt/ at man kan sætte methylchlorid til saltsmelter til højtemperatursbade, f.eks. til hærdning af ' hurtigarbejdsstål, hvor-5 ved der undgås en afcarbonisering. Denne behandlings succes er dog ofte ikke tilstrækkelig og i hvert fald forbigående/ eftersom der under behandlingen af emner ikke må ske en methylenchloridindføring i smelten.

Andre stoffer der anvendes som regeneratorer 10 er f.eks. silicium eller siliciumcarbid. Siliciumet opfylder ganske vist i almindelighed den ønskede målsætning, dvs. forhindrer afcarbonisering, dog kommer det ind i mellem til en påsintring af silicium på emneoverfladen, hvorved der til tider opstår ikke reparerbare 15 skader. Endvidere dannes der i almindelighed et vanskeligt fjerneligt sejt slam i saltsmelten.

Siliciumcarbid har så at sige de samme ulemper som selve siliciumet, men kan dog fremfor alt ikke anvendes, såfremt der under alle omstændigheder skal und-20 gås en carbonisering af emneoverfladen.

Tilsvarende arbejder regenereringsmetoder, ved hvilke der anvendes carbon eller grafit, f.eks. i form af stave, der neddykkes i smelten. Også her kan det ikke undgås, at carbonpartikler forbliver i badet 25 og dermed fremkalder en carboniserende virkning.

Særlig virksomme regenereringsstoffer er blevet fundet til de såkaldte højtemperatursbade. Her anvendes magnesiumfluorid i blanding med bortrioxid som regenerator. Sådanne bade er absolut inerte.

30 Dette forudsætter dog at der anvendes forholdsvis store mængder magnesiumfluorid (f.eks. 6%). Denne høje tilsætning fører imidlertid til en forholdsvis stort slamudfældning af jern- og magnesiumoxid, hvilket er ødelæggende i sådanne tilfælde, hvor elektrodeop-35 varmningen af saltbadene sker fra bunden. I sådanne tilfælde er anvendelsen af disse regeneratorer ikke mulig. Endvidere er de kun anvendelige ved temperaturer over 1.100°C.

DK 152224 B

3

Hensigten med opfindelsen er derfor at angive et inert saltbad til opvarmning af stål til austeniti-seringstemperaturen bestående af en blanding af i det væsentlige alkali- og jordalkalichlorider samt en 5 regenerator, hvilke saltbad også virker ved relativt lave temperaturer, ikke fremkalder nogen korrosion eller påsmeltninger på de behandlede deles overflade og ikke forårsager nogen slamdannelse i saltsmelten.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved at salt-10 blandingen som regenerator tilsættes 0,01 - 2 vægt% carbon- og nitrogenholdig polymer organisk forbindelse.

Disse forbindelser kan tilsættes badet under driften eller allerede ved fremstillingen af saltblandingen eller saltet.

15 Polymere triazinforbindelser, polymere- cyan- hydrogensyrer, polymere carbonsyreamider og/eller polymere urinstoffer har vist sig særlig gode som regeneratorer. Polymerisationsgraden skal herved vælges således, at reaktionen i badet ikke forløber for 20 stormende. Polymerisationsgrader n 3 har til dels vist sig allerede at være tilstrækkelige. De ligger dog fortrinsvis væsentlig højere.

Egnede regeneratorer er triaminotriazinformalde-hyd-kondensationsprodukter og især melon, et polymeri-25 sationsprodukt af melamin fremstillelig ved opvarmning af melamin til temperaturer på 500°C. Dog har andre nitrogenholdige polymere organiske forbindelser, såsom cyanursyre eller azulminsyre, vist sig gode. Badene kan drives ved temperaturer fra 700 - 1300°C.

30 De følgende eksempler belyser det omhandlede saltbad nærmere: 1. Et glødesaltbad med 70% bariumchlorid og 30% alkali-chlorid anvendes ved temperaturer fra 1050°C til at hærde værktøjer til varmarbejdsstål. På trods af 35 regenerering med silicium, viser en stålfolie med et carbonindhold på 1%, der hænger i 20 minutter ved denne temperatur i badet og derefter afkøles, et kraftigt vægttab på ca. 180 mg/dm . Stålværktøjer,

DK 152224B

4 der behandledes i dette bad, viste især på de fin-bearbejdede overflader kraftige ætsninger, der gjorcfe den videre forarbejdning af værktøjet umulig.

Værktøjene var kassable.

5 Det samme bad tilsattes derefter 0,05% melon.

Efter afslutning af den efter tilsætningen begyndende reaktion viste en folie, der behandledes som ovenfor, kun et ringe vægttab på ca. 20 mg/dm . Stålværktøjet, der behandledes deri, havde fejlfrie overflader.

10 2. Ved et yderligere forsøg under betingelser, som beskrevet ved eksémpel 1, blev det nævnte glødebad tilsat en blanding, der udover alkali- og jordalkali-chlorider indeholdt ca. 1% melon. De i dette bad behandlede værktøjer af varmarbejdsstål var fri 15 for overfladekorrosion.

3. Et magnesiumfluoridholdigt bad sammensattes som følger: ca. 98,0% bariumchlorid. ca. 1,0% magnesiumfluorid.

20 ca. 0,2% B203.

0,5% melon.

Værktøjer af hurtigarbejdsstål, der var behandlet i et sådant bad, har ingen afcarbonisering.

En i 20 minutter ved 1220°C behandlet folie med et ud-25 gangscarbonindhold på 1,0% havde ved afslutningen af denne behandling stadig et carbonindhold på over 0,9%, hvilket beviser at badet praktisk taget ikke afcarboni- 2 serer. Vægttabet af en folie ligger ved 80 mg/dm , uden tilsætning af melon fører sådanne smelter til vægttab 30 på over 200 mg/dm .

Forsøget gentages efter 50 driftstimer for bade-t;

Ved de små magnesiumchloridindhold ville badet uden melontilsætning have vist en stærkt afcarboniserings-virkning. Med melontilsætning optrådte badet imidertid 35 lige så inert som ved idriftstagelsen.

Claims (4)

1. Et inert saltbad til opvarmning af stål til austenitiseringstemperaturen bestående af en blanding af i det væsentlige alkali- og jordalkalichlorider og en regenerator, kendetegnet ved, at salt- 5 blandingen som regenerator er tilsat 0,01 - 2 vægt% carbon- og nitrogenholdig polymer organisk forbindelse.

2. Inert saltbad ifølge krav 1 , k ende-tegnet ved, at der som regenerator er tilsat polymere triazinforbindelser, polymere cyanhydrogensyrer, 10 polymere carbonsyreamider og/eller polymere urinstoffer.

3. Inert saltbad ifølge krav 1 og 2 , kendetegnet ved, at der som regenerator er tilsat melon.

4. Inert saltbad ifølge krav 1-3, k.ende -15 tegnet ved, at det anvendes mellem 700 og 1300°C.