JPH0453925B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主としてアルカリ塩化物およびアルカ
リ土塩化物、および再生剤の混合物から成る、鋼
をオーステナイト化温度に加熱するための不活性
塩浴に関する。

鋼部材、例えば工具を硬化するために該部材を
オーステナイト化温度に加熱しなければならな
い。この加熱は多くの場合塩浴中で実施される。
その際塩浴中での加熱を、硬化すべき部材の表面
が化学的変化を受けないようにして実施しなけれ
ばならない。したがつて使用する塩浴は例えば脱
炭を起させる酸素の作用を発揮させてはならず、
また相当する硬化温度で場合により溶融、したが
つて工具の破壊に導き得る浸炭を起こしてもなら
ない。塩浴は腐食作用性であつてもいけない。

鋼部材をオーステナイト化温度に加熱するため
の塩溶融液は一般にアルカリ金属およびアルカリ
土金属の塩化物、大ていはナトリウム、カリウム
およびバリウムの塩化物を含む。組成は個別の使
用例、特に操作温度、すなわち塩混合物の融点に
よつて左右される。きわめて純粋な物質から製造
される、この種の融液は表面品質に対してなされ
る要求を一般に満足し、これは不活性である。し
かしきわめて純粋な物質からのかかる加熱浴の製
造はきわめて高価なので、より安価な出発物質を
使用しなければならず、したがつて浴の不活性が
失なわれる。当初不活性の加熱浴でも不純物の引
入れによつて、特に酸化鉄、洗剤残分、加工油等
の不可避な引入れによつてその不活性が失なわれ
ることがある。これにより部材の脱炭のみなら
ず、該部材および塩溶液を含む炉の電極への腐食
侵害の増加、したがつてより高いコストをも導
く。

したがつて塩融液の所望の不活性を達成するた
めにいわゆる再生剤を用いてまたは再生法で操作
する。例えば高速度鋼の硬化のために高温浴用塩
融液に塩化メチルを添加することができ、これに
より部分的な脱炭が回避されることは公知であ
る。しかしこの処理の結果は屡々十分ではなく、
かついずれの場合にも一時的にすぎない、という
のも部材の処理の間融液への塩化メチル導入を行
なうことができないからである。

再生剤として使用される他の物質は例えばケイ
素または炭化ケイ素である。ケイ素は一般に所望
の目的を満たす、すなわち部分的な脱炭を回避す
るが、場合により部材表面上にケイ素の焼結が起
り、これにより場合により補修不可能な損傷が生
じる。その上にケイ素は一般に塩融液中で除去の
難しい粘性のスラツジを形成する。

炭化ケイ素は実質的にケイ素自体と同じ欠点を
持つており、中でも部品表面の浸炭をどんな場合
にも回避すべき場合には使用することができな
い。

同様に再生法も働く、該方法では炭素またはグ
ラフアイトが使用され、例えば棒状ではこれは融
液中に浸漬される。この場合にも炭素粒子が浴中
に残留し、かつしたがつて浸炭作用が起るのを回
避できない。

前記の高温浴のために特に有効な再生物質が見
出された。高温浴では再生剤としてフツ化マグネ
シウムが三酸化ホウ素との混合物で使用される。
かかる浴はまつたく不活性である。しかしこれは
相対的に大量のフツ化マグネシウム（例えば６
％）を使用することを前提とする。この高い添加
量が相対的に高い酸化マグネシウムおよび酸化鉄
からのスラツジ量をもたらし、これは塩浴の電極
加熱が底部から行なわれるような場合に障害とな
る。このような場合にはこの再生剤の使用は可能
ではない。その上に該再生剤は1100℃を上回る温
度でのみ使用できる。

したがつて本発明の課題は、比較的低い温度に
おいても作用し、処理される部材表面で腐食およ
び溶融を惹起せず、かつ塩融液中でスラツジ形成
を起さない、主としてアルカリ塩化物およびアル
カリ土塩化物、および再生剤の混合物から成る、
鋼をオーステナイト化温度に加熱するための不活
性塩浴を見出すことであつた。

この課題は本発明により、塩混合物に再生剤と
して炭素および窒素を含有するポリマーの有機化
合物0.01〜２重量％を添加することにより解決さ
れた。この際0.01重量％を下まわる再生剤の添加
ではほとんど効果が見られず、又２重量％を上ま
わる添加では加熱した鋼の明らかな浸炭効果が見
られる。これらの化合物は操作中の浴にまたは既
に塩混合物もしくは塩の製造時に添加してもよ
い。

再生剤としてのポリマーのトリアジン化合物、
ポリマーのシアン化水素酸、ポリマーのカルボン
酸アミドおよび／またはポリマーの尿素が特に優
れていると証明された。重合度は浴中の反応の経
過が激しすぎないように選択される。一部は重度
合ｎ≧３が既に十分である、しかし著しく高いの
が有利である。

好適な再生剤はトリアミノトリアジン−ホルム
アルデヒド縮合生成物、特にメロン（Melon）、
すなわちメラミンを温度500℃に加熱することに
よつて製造することができるメラミンの重合生成
物である。しかし他の窒素含有ポリマーの有機化
合物、例えばシアヌル酸またはアズルミン酸が有
利であると証明された。浴は700〜1300℃の温度
で操作することができる。

実施例につき本発明による塩浴を詳説する。

例 １ 熱間加工鋼製工具を硬化するために塩化バリウ
ム70％およびアルカリ塩化物30％を有する加熱塩
浴を温度1050℃で使用する。ケイ素での再生にも
かかわらずこの温度で20分浴内に懸垂され、次い
で急冷された炭素含量１％を有する鋼板は約180
mg／ｄm²の著しい重量損失を示す。この浴中で処
理された鋼製工具は特に精密に加工された表面で
著しい腐食を示し、これはこの工具のこの後の加
工を不可能にした。工具は不良品である。

次いで同浴にメロン0.05％を添加した。添加後
開始した反応後終了後前記のようにして処理され
る鋼板は約20mg／ｄm²の重量損失を示したにすぎ
ない。処理された鋼製工具は申し分のない表面に
有している。

例 ２ 例１に記載の条件下におけるもう１つの試験に
おいて加熱浴に初めからアルカリ塩化物およびア
ルカリ土塩化物の他の約１％のメロンを含有する
混合物を装入する。この浴中で処理される、熱間
加工鋼製工具は表面腐食が認められなかつた。

例 ３ 以下の組成のフツ化マグネシウム含有浴を装入
する： 塩化バリウム 約98.0％ フツ化マグネシウム 約1.0％ B₂O₃ 約0.2％ メロン 0.5％ かかる浴中で処理された高速度鋼製工具は部分
的な脱炭を示さない。1220℃で20分処理した。出
発炭素含量1.0％を有する板は処理終了後依然と
して0.9％を上回る炭素含有量を有し、この浴は
実質的に部分的な脱炭を起さない。板の重量損失
は80mg／ｄm²であり、メロン無添加ではかかる融
液は200mg／ｄm²の重量損失をもたらす。

試験を浴の50運転時間後に繰返す。少ないフツ
化マグネシウム含量ではメロン添加のない浴は著
しい部分脱炭作用を示した筈である。しかしメロ
ン添加により浴は操作開始時と同様に十分に不活
性な挙動を示す。

例 ４ 1150℃で鋼をオーステナイト化するために、
BaCl₂85％、NaCl13％並びにMgCl₂2％を有する
加熱浴を溶融し、かつ24時間1150℃で作業する。
次いで20分間1150℃で処理した出発炭素含量１％
の鋼板はこの処理後わずかになお0.65％の炭素を
有する。この板の重量損失は150mg／ｄm²であつ
た。アズルミン酸１％の添加後、この実験を繰返
し、引続きこの試料を1150℃で20分間処理した。
アズルミン酸はポリマーのシアン化水素酸であ
る。この処理後、炭素含量は0.92％であり、重量
損失は60mg／ｄm²であつた。

例 ５ BaCl₂70％並びにNaCl30％を有する他の加熱
浴を尿素の熱分解（450℃で２時間）により生じ
た生成物の添加0.75％で溶融した。

この浴を４時間1050℃の作業温度に保持した
後、１％の出発炭素含量の鋼板の試料処理を行つ
た。この板を1050℃で30分間浴中に懸垂し、急冷
の後炭素含量及び重量損失を調べた。重量損失は
わずかに30mg／ｄm²であり、炭素含量は0.88％で
あり、このことはこの浴の高い脱炭安定性を示す
ものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主としてアルカリ塩化物およびアルカリ土塩
   化物、および再生剤の混合物から成る、鋼をオー
   ステナイト化温度に加熱するための不活性塩浴に
   おいて、塩混合物に再生剤としてポリマーのトリ
   アジン化合物、ポリマーのシアン化水素酸、ポリ
   マーのカルボン酸アミドおよび／またはポリマー
   の尿素0.01〜２重量％を添加することを特徴とす
   る、鋼を加熱するための不活性塩浴。 ２ 再生剤としてメロンを添加する、特許請求の
   範囲第１項記載の不活性塩浴。 ３ 700〜1300℃で操作される、特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の不活性塩浴。