DE341934C - Protective compound for hardening objects made of iron, steel, etc. like - Google Patents

Description

Schutzmasse für stellenweises Härten von Gegenständen aus Eisen, Stahl u. dgl. Die Erfindung betrifft eine Schutzmasse für stellenweises Härten von Gegenständen aus Eisen, Stahl oAgl., bei welcher Ton und ein Alkalisilikat verwendet wird und besteht zunächst darin, elaß der Masse aus Ton oder Alkalisilikat ein Alkalikarbonat (vorzugsweise Natriumkarbonat) *enthaltendes Flußmittel und/oder ein Alkaliborat (vorzugsweise Borax) oder ein Erdalkaliborat ;beigemischt wird.Protective compound for local hardening of objects made of iron, steel and the like The invention relates to a protective composition for locally hardening objects made of iron, steel or similar, in which clay and an alkali silicate are used and consists first of all in making the mass of clay or alkali silicate an alkali carbonate (preferably sodium carbonate) * containing flux and / or an alkali borate (preferably borax) or an alkaline earth borate; is added.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zu stellenweisem Härten eine Masse aus Natrium- oder Kaliumsilikat zu verwenden, die mit einer festen Substanz wie Ton, gemischt wird. Damit diese Schutzmasse auch an ,dem Metall .haftet, wird ihr Natriumsilikat mit Wasser zugesetzt. Natriumsilikat allein ist jedoch kein ausreichendes Mittel, um,den Ton haftbar zu machen, weil unter dem .Einfluß der Hitze das in ihm enthaltene Wasser verdampft, und .der Dampf, ider nicht entweichen kann, die Oberfläche Ader Masse zum A Aufschwellen bri%n-t, ,die gleichzeitig brüchig wird und abblättert.It has already been proposed to harden one at a time Mass of sodium or potassium silicate to use with a solid substance like clay, is mixed. So that this protective mass also adheres to the metal their sodium silicate added with water. However, sodium silicate alone is not sufficient Means to make the clay stick, because under the influence of the heat that inside it contained water evaporates, and .the steam, which cannot escape, the surface The mass to A swell bri% n-t, which at the same time becomes brittle and flakes off.

Gemäß der Erfindung wird diese Schwierigkeit .dadurch überwunden, ;daß der Masse ein Flußmittei beigegeben wird, wie Alkaiikarbonat oder Alkaliborat oder beides. Dieses hat die Wirkung, daß die Masse bei hohen Temperaturen nicht mehr bröckelig wird und an :den zu härtenden Gegenständen während der ganzen Behandlungsdauer anhaftet, auch wenn idie Gegenstände, .was oft notwendig ist, bewegt werden, während sie noch heiß sind.According to the invention, this difficulty is overcome. ; that a flux is added to the mass, such as alkali carbonate or alkali borate or both. This has the effect that the mass does not at high temperatures becomes more crumbly and on: the objects to be hardened during the entire duration of the treatment adheres even if the objects are moved, which is often necessary, while they are still hot.

Somit wird gemäß der Erfindung als Schutzmasse eine viskose Flüssigkeit verwendet, die eine wässerige Lösung und. eine Suspension von lgslichern, alkalischen Silikat, gepulvertem, feuerfestem Ton und einem Flußmittel oder einer Schmelzmischung wie ein Alkalikarbonat und/ oder ein alkalisches oder erdalkalisches Borat enthält.Thus, according to the invention, a viscous liquid is used as the protective mass used which is an aqueous solution and. a suspension of soluble, alkaline Silicate, powdered, refractory clay and a flux or a melt mixture such as an alkali carbonate and / or an alkaline or alkaline earth borate.

Die Masse, aus welcher die wässerige Lösung und Suspension hergestellt wird, besteht aus gepulvertem, feuerfestem Ton, löslichem, .gepulvertem Natriumsilikat .und einer Schmelzmischung, wie geschmolzenem Borax und einem alkalischen Karbonat mit oder ohne einen kleinen Zusatz von Gips, um das Ansetzen zu unterstützen. Diese Masse hat vorzugsweise folgende Zusammensetzung: feuerfester Ton . . . . . . . . . 63 Prozent, gepulvertes Natriumsilikat .. 25 - geschmolzener Borax ...... 6 - Natriumkarbonat .......... 6 - Das gepulverte Natriumsilikat wird dadurch hergestellt, :daß man eine Lösung von Natriumsilikat bis zur Trockne eindampft, z. B. in Eisenschalen bei etwa 300°, und dann das getrocknete Produkt mahlt.The mass from which the aqueous solution and suspension is made consists of powdered, refractory clay, soluble, .powdered sodium silicate. And a melt mixture, such as molten borax and an alkaline carbonate, with or without a small addition of gypsum to facilitate the setting support. This mass preferably has the following composition: refractory clay. . . . . . . . . 63 percent, powdered sodium silicate .. 25 - molten borax ...... 6 - Sodium Carbonate .......... 6 - The powdered sodium silicate is prepared by: evaporating a solution of sodium silicate to dryness, e.g. B. in iron bowls at about 300 °, and then grind the dried product.

An Stelle gewöhnliches flüssiges Natriumsilikat (Wasserglas) zu verwenden und dieses bis* zur Trockne einzudampfen, kann .gewünschtenfa.lls ein lösliches Silikat i %.Pulverform angewendet werden, das alkalisches Natriumsilikat oder neutrales Natriumsilikat oder beides enthält. Es braucht aber das gewöhnliche flüssige Natriumsilikat (Wasserglas, spezifisches Gewicht ungefähr i4o° Twaddell) nicht bis zur Trockne eingedampft zu werden, sondern kann bis zu einer Temperatur von etwas weniger als ioo° während i@ bis 4 Stunden erhitzt werden; idann läßt man es abkühlen und sich absetzen, um ein Wasserglas zu erhalten, das leicht gepulvert werden kann.Use instead of ordinary liquid sodium silicate (water glass) and evaporate this to dryness, if desired, a soluble Silicate i%. Powder form can be used, the alkaline sodium silicate or neutral Contains sodium silicate or both. But it needs the usual liquid sodium silicate (Water glass, specific gravity about 14o ° Twaddell) not to dryness to be evaporated but can be down to a temperature slightly less than 100 ° are heated for 1 to 4 hours; Then let it cool down and sit down Settle down to get a water glass that can be easily powdered.

Die verschiedenen Bestandteile, alle in Pulverform, werden zusammen gemischt und sind dann für die Aufbewahrung oder den Transport geeignet.The different ingredients, all in powder form, come together mixed and are then suitable for storage or transport.

Wenn die Masse gebraucht werden soll, dann werden 3 Gewichtsteile der Mischung mit 3 Gewichtsteilen Wasser gekocht. Wenn sich auf der Oberfläche eine Haut bildet, wird ein Teil von der Mischung zugesetzt und das Ganze gekocht, bis es die Konsistenz wie Farbe annimmt. Für.die Einsatzhärtung kleiner Teile, wie Bolzen usw., deren Gewinde geschützt werden soll, werden ,die Gewindeteile bedeckt, indem man sie einfach in die farbenartige Masse eintaucht. Für größere Stücke wie Kurbelwellen u. dgl. wird die Mischung auf die zu behandelnden Teile mittels einer Bürste aufgebracht. Die Teile selbst werden, bevor die Masse aufgebracht wird, bis auf eine 70° C nicht übersteigende Temperatur erwärmt. Zwei Schichten müssen auf diese Weise aufgebracht werden, :die erste muß aber trocken sein, bevor die zweite aufgebracht wird. Die Endtrocknung wird allmählich ausgeführt und vorzugsweise bei einer _Temperatur unter Too° C. Wenn die Masse sich festgesetzt hat, werden die Gegenstände für die Kohlung eingewickelt, und die gewöhnlichenKohlungsoperationen ausgeführt. Es ist festgestellt worden, daß die durch diese Masse bedeckten Teile ganz weich bleiben und nicht den kohlenden Wirkungen unterliegen.If the mass is to be used, then 3 parts by weight are required the mixture is boiled with 3 parts by weight of water. If there is a Skin forms, a portion of the mixture is added and the whole is cooked until it takes on the consistency of color. For case hardening small parts such as bolts etc., the threads of which are to be protected, the threaded parts are covered by you simply immerse them in the colored mass. For larger pieces like crankshafts and the like, the mixture is applied to the parts to be treated by means of a brush. The parts themselves will not get to a temperature of 70 ° C before the mass is applied Exceeding temperature heated. Two coats need to be applied this way be,: the first must be dry before the second is applied. the Final drying is carried out gradually and preferably at a temperature below Too ° C. When the mass has settled, the objects are ready for carbonation wrapped and the ordinary carburizing operations carried out. It is established that the parts covered by this mass remain quite soft and not the are subject to carbonic effects.

Um die Schutzmasse an dem Festkleben besonders an muhen Flächen, wie Schraubengewinde usw. zu verhindern, müssen die Flächen zunächstmit einer wässerigenSuspension von fein gemahlenem Ton bedeckt werden, die ungefähr dieselbe Konsistenz wie diejenige der Mischung hat. Es ist festgestellt worden, .daß, wenn die Schutzmasse über .diese Schicht aus feuerfestem Ton aufgebracht wird, vorzugsweise bevor die letztere vollständig trocknen konnte, keine Schwierigkeit in der Entfernung der Schicht nach der Behandlung und nach dem Abschrecken auftritt.To the protective mass to the sticking especially on low surfaces, such as To prevent screw threads etc., the surfaces must first be treated with an aqueous suspension covered with finely ground clay, about the same consistency as that the mix has. It has been found that if the protective mass exceeds this Layer of refractory clay is applied, preferably before the latter is complete Could dry, no difficulty in removing the layer after treatment and occurs after quenching.

Außer bei der Einsatzhärtung kann die Schutzmasse auch bei anderen Härteverfahren angewendet werden, wie beim Verhindern des Hartwerdens an bestimmten Punkten oder Stellen bei gekohltem Werkzeugstahl. In diesem Fall tritt keine Gegenkohlungswirkung auf, sondern nur Eine Verzögerung der Kühlwirkung. Dieses wird zweckmäßig so ausgeführt, :daß idie zu behandelnde Oberfläche mit der Schutzmasse bedeckt wird, ehe sie für das Abschrecken wieder erhitzt wird, ohne aber in diesem Fall den Gegenstand zuvor mit der Paste aus feuerfestem Ton zu bedecken, wo die Schutzmasse an dem Metall haften und die abschreckende Wirkung verzögert wird, je nach der Dicke der aufgebrachten Schicht. Da die bei ,dem Werkzeugstahl angewendeten Temperaturen niedriger siild (ungefähr 760 bis 800° C) als bei der Einsatzhärtung, so können die Zusätze an Natriumsilikat um ungefähr 35 Prozent und diejenigen des Borax und Natriumkarbonats ungefähr um 15 Prozent erhöht werden.In addition to case hardening, the protective compound can also be used in other hardening processes, such as preventing hardening at certain points or places in carbonized tool steel. In this case, there is no counter-carbonization effect, but only a delay in the cooling effect. This is expediently carried out in such a way: that the surface to be treated is covered with the protective compound before it is reheated for quenching, but without in this case previously covering the object with the paste of refractory clay, where the protective compound is on the metal stick and the deterrent effect is delayed, depending on the thickness of the applied layer. Since the temperatures used in tool steel are lower (about 760 to 800 ° C) than for case hardening, the additions of sodium silicate can be increased by about 35 percent and those of borax and sodium carbonate by about 15 percent.

Die Verhältniszahlen der Bestandteile der beschriebenen Mischung können verändert werden, jedoch sollen fdie Mengen von Borax und/oder Natriumkarbonat nicht so weit vermindert werden, daß weder ein nicht haftbarer Überzug, noch- ein überzog, der beim Erhitzen springt, entsteht.The proportions of the constituents of the mixture described can should be changed, but the amounts of borax and / or sodium carbonate should not be used be reduced to such an extent that neither a non-adhesive coating nor a coated one, which jumps when heated, arises.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Schutzmasse für stellenweises Härten von Gegenständen aus Eisen, Stahl u. dgl., bestehend aus Ton und einem Alkalisilihat, dadurch gekennzeichnet, ;daß der Masse aus Ton und Alkalisilikat ein Alkalikarbonat (vorzugsweise Natriumkarbonat) enthaltendes Floßmittel und oder ein Alkaliborat (vorzugsweise Borax) oder ein Erdalkaliborat beigemischt wind. z. Schutzmasse -nach Anspruch i, bestehend aus einer viskosen Flüssigkeit, die eine wässerige Lösung und eine Suspension aus löslichem Alkalisilikat (wie Natriumsilikat), gepulvertem, feuerfesten Ton .und einem Floßmittel oder einer Schmelzmischung wie Natriumkarbonat und Borax enthält. 3. Ein trockenes, transportfähiges Pulver für die Schutzmasse nach Anspruch i, bestehend aus gepulvertem, löslichen Alkalisilikat und einem gepulverten Flußmittel oder einer Schmelzmischung, vorzugsweise von folgender Zusammensetzung: feuerfester Ton . . . . . . . . . . . 63 Prozent, gepulvertes Natriumsilikat .. 25 - geschmolzener Borax ...... 6 - Natriumkarbonat .......... 6' - 4. Schutzmasse nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch -die Verwendung eines löslichen, gepulverten Natriumsilikates, gewonnen .durch Eindampfen einer Natriumsilikatlösung bis zur Trockne bei einer 300° C nicht überschreitenden Temperatur und durch Mahlen dieses getrockneten Produktes. PATENT CLAIMS: i. Protective mass for hardening objects made of iron, steel and the like in places, consisting of clay and an alkali metal silicate, characterized in that; that the mass of clay and alkali metal silicate contains an alkali carbonate (preferably sodium carbonate) and / or an alkali borate (preferably borax) or an alkaline earth borate is mixed in with it. z. Protective compound according to claim i, consisting of a viscous liquid which contains an aqueous solution and a suspension of soluble alkali silicate (such as sodium silicate), powdered, refractory clay and a flux or a melt mixture such as sodium carbonate and borax. 3. A dry, transportable powder for the protective mass according to claim i, consisting of powdered, soluble alkali silicate and a powdered flux or a melt mixture, preferably of the following composition: refractory clay. . . . . . . . . . . 63 percent, powdered sodium silicate .. 25 - molten borax ...... 6 - Sodium Carbonate .......... 6 '- 4. Protective composition according to claim 2 and 3, characterized by the use of a soluble, powdered sodium silicate obtained .by evaporating a sodium silicate solution to dryness at a temperature not exceeding 300 ° C and by grinding this dried product.