DE1081487B - Einsatzschutzmasse, insbesondere fuer den stellenweisen Schutz bei Gas- oder Pulveraufkohlung von Stahl - Google Patents

Description

• Einsatzschutzmasse, insbesondere für den stellenweisen Schutz bei Gas- oder Pulveraufkohlung von Stahl Die Erfindung betrifft eine Einsatzschutzmasse, insbesondere für den stellenweisen Schutz bei Gas- oder Pulveraufkohlung von Stahl.
• Um Bauteilen gegen Reibverschluß, Druckbeanspruchungen und Walzenpressung eine erhöhte Widerstandsfähigkeit unter gleichzeitiger Beibehaltung der erforderlichen Kernfestigkeit bzw. Zähigkeit zu verleihen, ist es üblich, die entsprechenden Bauteile an ihrer Oberfläche zu härten. Eine solche verschleißfeste Randschicht wird bei der in Frage kommenden Warmbehandlung durch Eindiffundieren von Kohlenstoff aus aufkohlenden Mitteln, wie Einsatzpulver, oder mit Hilfe einer geeigneten Gasatmosphäre in die zu härtende Randschicht der Bauteile erzielt.
• In vielen Fällen macht sich bei derartig zu behandelnden Bauteilen bzw. Werkstücken erforderlich, bestimmte Partien der Oberfläche der zu härtenden Bauteile von der Aufkohlung auszuschließen, so daß diese Partien keine harte Randschicht erhalten.
• Zur Erzielung solcher weich zu haltender Partien an Bauteilen bei der Oberflächenhärtung sind eine Reihe von Verfahren bzw. Schutzmassen bekanntgeworden, die jedoch hinsichtlich des dafür notwendigen technischen Aufwandes sehr kostspielig und in ihrer Schutzwirkung insbesondere bei Gasaufkohlung noch unvollkommen sind.
• Die Schutzwirkung der bekannten Verfahren beruht dabei auf Ausschluß bestimmter Partien der einzusetzenden Bauteile von der Aufkohlung durch Abdecken mittels tauch- bzw. knetfähiger, vorwiegend aus Silikaten und Ton od. dgl. bestehender Massen, durch Aufbringen eines galvanischen überzuges oder auch mit Hilfe einer zusätzlichen nach der Aufkohlung abzutragenden Werkstoffschicht.
• So sind auf Wasserglasbasis aufgebaute Aufkohlungs- bzw. Aufstickungsmassen bekannt, bei welchen Borax oder andere Alkali- oder Erdalkaliborate als Flußmittel für einen prozentual hohen Anteil an feuerfestem Ton bzw. gepulvertem Natriumsilikat dient. Dem aus Borax, Alkali- oder Erdalkaliboraten gebildeten Flußmittel kommt dabei die Aufgabe zu, ein Abbröckeln der pulvrigen Substanzen, wie Ton usw., bei den erforderlichen hohen Einsatztemperaturen zu verhindern.
• Derartige Schutzmassen sind jedoch wegen ihres hohen Wasseranteiles, insbesondere für die Anwendung bei der Gasaufkohlung, nicht geeignet. Außerdem macht sich bei diesen Schutzmassen ein zeitraubender Voranstrich der zu schützenden Partien erforderlich, wobei zudem eine besondere Trocknungsanlage notwendig ist. Für ein wirtschaftliches Auftragen mittels einer Spritzpistole eignen sich derartige Massen nicht.
• Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Einsatzschutzmasse zu schaffen, die sowohl durch ihre besondere Zusammensetzung eine denkbar sichere Schutzwirkung gewährleistet als auch gegenüber den bekannten Schutzmassen mit nur geringem Zeitaufwand herstellbar ist und gleichzeitig einen äußerst einfachen und rationellen Auftrag auf die zu schützenden Partien ermöglicht.
• Dies wird erreicht durch eine Einsatzschutzmasse, bestehend aus einem Gemisch von Borsäure und/oder Borsäureanhydrid und wasserfreien Binde- und Füllmitteln, wie Kunstharzlack bzw. Tonerde.
• Eine so gebildete Einsatzschutzmasse gewährleistet sowohl bei Gas- als auch bei Pulveraufkohlung eine sichere Schutzwirkung, die nicht auf einer glasurartigen, gasdichten Abdeckung, sondern auf Passivierung der zu schützenden Partien von Bauteiloberflächen durch Borsäure und/oder Borsäureanhydrid beruht.
• Im Gegensatz dazu lassen, wie Versuche gezeigt haben, die alkalisch reagierenden Alkaliborate, wie Borax od. dgl., diese passivierende Wirkung nicht erkennen.
• Die erfindungsgemäße Schutzmasse ist je nach Konsistenz tauch-, streich- oder, spritzfähig und bei allen legierten und unlegierten Stählen anwendbar. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Möglichkeit, die zu schützenden Partien scharf abzugrenzen, und aus der Unempfindlichkeit der Einsatzschutzmasse in bezug auf die Einsatztemperatur und -zeit. Als Bindemittel kann beispielsweise Kunstharzlack, als Füllmittel beispielsweise Tonerde od. dgl. verwendet werden.
• Der prozentuale Anteil der Borsäure bzw. des Borsäureanhydrids an der gebrauchsfertigen Einsatzschutzmasse ist abhängig von dem Verhältnis Borsäure bzw. Borsäureanhydrid zur Trockensubstanz des verwendeten Kunstharzlackes und kann je nach dem verwendeten Bindemittel etwa zwischen 1 1 und .1 : 4 variieren, ohne seine Schutzwirkung zu verlieren. -Da die Schutzmasse durch Spritzen,- Streichen öder Tauchen auf die zu schützenden Partien aufgebracht wird und daher stark wechselnde Mengen an Verdünnungsmittel zugesetzt werden müssen, kann der Anteil von Borsäure und/oder Borsäureanhydrid in Grenzfällen zwischen - 10 und 90% der gebrauchsfertigen Einsatzschutzmasse betragen.
• Eine beispielsweise Zusammensetzung der Masse kann wie folgt sein: 50% organische Bindemittel, beispielsweise Kunstharzlacke, bei einer Viskosität von 63 sec. Durchlauf bei 20° C im Fordbecher und bei einem Düsenquerschnitt von 2 mm, 40% Borsäureanhydrid Kerngröße kleiner als 0,1 mm, 70% Borsäure Kerngröße kleiner als 0,1 mm, 30% Tonerde Kerngröße kleiner als 0,1 mm.
• Die einzelnen Bestandteile der Einsatzschutzmasse lassen sich in der angegebenen Feinheit ohne Verwendung einer Abreibanlage durch Rühren knotenfrei miteinander vermengen und nach- diesem Vorgang, d. h. in gebrauchsfertigem Zustand, unbegrenzt lange Zeit lagern. Nach Einfahren der entsprechend abgedeckten Bauteile in den Aufkohlungsofen dient die Borsäure bzw. das Borsäureanhydrid anfänglich als Füllmittel. Beim Aufheizen- im Ofen wird nunmehr das organische Bindemittel zerstört, und die dabei entstehenden Verkökungsrückstände desselben, beispielsweise eines Kunstharzlackes, lagern sich als Füllmittel in die schmelzende Borsäure bzw. Borsäureanhydrid ein. Ein Zusatz von Substanzen, die bei Einsatztemperatur nicht schmelzen, wie Tonerde od. dgl., kann dann vorteilhaft sein, wenn nicht genügend Verkokungsrückstände des organischen Bindemittels anfallen.
• Die Einsatzschutzmasse läßt sich nach dem Aufkohlungsvorgang durch Abspülen in heißem Wasser oder durch Sandstrahlen mühelos entfernen, ohne Rückstände zu hinterlassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einsatzschutzmasse, insbesondere für den stellenweisen Schutz bei Gas- oder Pulveraufkohlung von Stahl, bestehend aus einem Gemisch von Borsäure und/oder Borsäureanhydrid und wasserfreien Binde- und Füllmitteln, wie Kunstharzlack bzw. Tonerde. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 341934, 517 077.